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Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016)
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT
11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 21 y 23 de septiembre 2016
Memorias
de Ciencias de la Tierra de la UAGro
Resumen
La determinación de los peligros morfológicos en el Municipio de Taxco de Alarcón, Guerrero
asociados a la densidad de pendiente, litología, geoformas, red hidrológica y estructuras geológicas
fueron aplicados para la generación del Mapa Semáforo de riesgo geológico de la zona urbana de
Taxco Guerrero como variables en una fórmula matemática. La obtención de datos estructurales
tales como rumbos, echados y planos de estratificación y fallas, corroborando datos tomados por
distintos autores, además se definieron las principales geoformas asociadas a la litología presente
de la zona, la red hidrológica y las pendientes fueron corregidas por medio de programas SIG´s,
junto con la fotointerpretación de la zona. La combinación de bandas de imágenes satelitales
Landsat 8, se delimitó la zona para su estudio y caracterización logrando un mapa con 88.46% de
efectividad.
Determinación de los peligros morfológicos en el Municipio de Taxco de Alarcón, Guerrero
Darío César Gómez López (Becario)
Unidad Académica de Ciencias de la Tierra de la UAGro
Programa de Verano UAGro
Área I: Físico-Matemáticas y Ciencias de La Tierra
Dra. Rosalva Pérez Gutiérrez
Profesora-Investigadora de la Unidad Académica
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016
Palabras Clave: Peligros morfológicos, Riesgo, Taxco de Alarcón.
Introducción
El relieve del estado de Guerrero es sumamente montañoso ya que presenta escarpadas
serranías y profundos barrancos que lo disectan en todas las direcciones. En efecto, la sierra Madre
del Sur, así como las derivaciones es muy accidentada, escasean las planicies y se desconocen casi
por completo las mesetas. La Provincia fisiográfica No. 12 denominada Sierra Madre del Sur
(INEGI, 2016), se extiende paralela a la costa del Pacífico, con una anchura promedio de 100
kilómetros, recorre el estado de Guerrero en toda su longitud (véase Mapa 1).
La ciudad de Taxco se localiza dentro de la sub-provincias fisiográficas No. 67 Depresión
del Balsas y No. 69 Sierras y Valles Guerrerenses que dan origen a la sierra de Taxco cuya ladera
norte se inclina hacia el Río Amacuzac y al sureste hacia al Valle de Iguala, constituye las vertientes
del sur del eje volcánico (véase Mapa 2). Dentro de la carta topográfica Taxco E14A-68, escala 1:
50 000, el área de estudio incluye la zona urbana de Taxco de Alarcón Guerrero y algunos poblados
aledaños donde se identificaron seis geoformas principales relacionadas a la fisiografía de las sub
provincias:
Mapa 1. Provincias Fisiográficas de México, el área de estudio se localiza en la Sierra Madre del Sur a 170 km al sureste de la Ciudad de México (modificado de INEGI, 2016).
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1) Cadena de Lomeríos y Valles
2) Cañadas
3) Depósito de Aluvión
4) Mesetas Volcánicas
5) Paleo-península
6) Sierra de Tlamacazapa (Sierra de rocas carbonatadas)
7) Sinclinorio de Taxco
Cada una de estas geoformas está asociada a un componente litológico distinto en la
mayoría de los casos (véase Mapa 3); el agente modelador interno es la tectónica de placas,
principalmente a través de procesos orogénicos y volcanismo, no obstante su intervención es muy
lenta en comparación a los agentes modeladores del relieve externos que son el aire y el más
importante el agua, la cual en cuestión de días inclusive de horas puede alterar las formas del
relieve. En este sentido, aún cuando la cantidad de lluvia sigue siendo la misma que hace 20 años,
la liberación o caída de la misma es en menor tiempo, dando lugar a lluvias torrenciales como las
ocurridas en buena parte del estado Guerrero en el 2013 con la Tormenta Tropical Manuel y el
Huracán Ingrid. El líquido vital en condiciones climatológicas extremas, junto con distintas
propiedades físicas de las rocas año con año generan estragos a la población y vivienda humana
mundial, además los eventos deformacionales y la degradación de la corteza producen
considerablemente propiedades negativas o debilidad en las rocas. El objetivo principal de este
análisis es establecer la relación que existe entre los rasgos morfológicos de la región y la
ocurrencia de deslizamiento de masas. Las cinco variables que en su conjunto ayudarán a
Mapa 2. El área de estudio se encuentra dentro de la Sierra Madre del Sur, entre las sub provincias fisiográficas No. 67 Depresión del Balsas y No. 69 Sierras y Valles Guerrerenses; como se puede apreciar en la imagen el rectángulo de color negro nos indica la posición geográfica de la carta Taxco E14-A68 (modificado de INEGI, 2016).
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Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016
identificar el riesgo geológico para la ciudad de Taxco de Alarcón, son las características de las
geoformas, las estructuras geológicas (fallas, fracturas, etc.), la densidad de drenaje, la litología, la
pendiente de laderas y las zonas de escurrimiento como variable importante, dado que son las áreas
donde mayormente es alterado el relieve.
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Mapa 3 Principales geoformas reconocidas en la zona urbana de Taxco de Alarcón, modeladas por agentes internos y externos.
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Materiales y métodos
Los materiales usados para la caracterización y posterior análisis geomorfológico, fueron
programas computacionales y herramientas físicas:
1.- SASPlanet y Google Earth para visualización de imágenes satelitales.
2.- SIG ArcMap 10.3 de múltiples propósitos.
3.- Descarga masiva de datos de la Carta Taxco E14-A68 en la Plataforma de INEGI
(datos vectoriales, cuencas hidrológicas, manzanas, carta topográfica).
4.- Descarga de imágenes del satélite Landsat 8 de la Plataforma Earth Explorer.
5.- Mapas digitales de INEGI para su posterior edición.
6.- Mapa de la Secuencia Volcano-Sedimentaria Terciaria de la Sierra de Taxco y sus
implicaciones tectónicas.
7.- Carta Topográfica Taxco E14-A68 escala 1:50 000.
8.- Carta Geológico-Minera Taxco E14-A68 escala 1: 50 000.
9.- Descarga de Carta geológico-minera Taxco E14-A68 en la Plataforma del SGM.
Inicialmente se llevó a cabo la descargar de las imágenes satelitales del SASPlanet para
comenzar a visualizar el área a desarrollar e ir haciendo comparaciones visuales con las imágenes
de Google Earth e identificar las posibles litologías por medio de fotointerpretación (geoformas,
cobertura vegetal, estructuras y coloración de la superficie), una vez vista el área se procedió a
delimitarla para consultar y compararla con la Carta Geológico-Minera Taxco E14-A68, junto con
Mapa Geológico de la Secuencia Volcano-Sedimentaria Terciaria de la Sierra de Taxco y sus
implicaciones tectónicas; con el propósito de caracterizar los grupos litológicos y la génesis de las
formas del relieve.
Se realizaron visitas a campo para caracterizar las distintas unidades litológicas y colecta
de datos estructurales (véase Imagen 1). Una vez hecha la digitalización de las distintas litologías,
se procedió a combinar bandas de las imágenes Landsat 8 para resaltar las estructuras geológicas,
siendo la mejor combinación de bandas 6-5-3, esto fue de vital importancia dado que hay zonas
densamente pobladas dentro de la ciudad lo que enmascara los rasgos, los resultados fueron
favorables y representados en el Mapa 4.
El Consejo de Recursos Minerales (CRM, 2003) describe que la geología de la Sierra de Taxco es
muy diversa, las rocas más antiguas que afloran en el municipio son la Secuencia Volcano-
sedimentaria Metamorfizada de Taxco (SVSMT) compuesta por al menos 5 unidades litológicas
distintas como son la metalava, pizarra, cuarcita, metarenisca, metaconglomerado y metatoba
riolítica de edades del Hauteriviano-Barremiano (131.7-130.1 Ma), estas rocas por el grado de
metamorfismo tienden a ser muy duras y compactas, sin embargo, una vez que han sido
intemperizadas se vuelven semiduras formando lajas, la deformación (fallas, fracturas,
plegamiento, etc.) que se encuentre dentro de este grupo litológico y dependiendo del echado de
las capas (a favor o en contra de la pendiente) podría ser proclive a un deslizamiento.
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Mapa 4. Imagen que resultó de la combinación de Bandas 6-5-3 de imágenes Landsat 8, como se observa resaltan los rasgos morfológicos, litológicos y de manera especial los lineamientos morfológicos ,que generalmente se asocian a fallas geológicas.
Imagen 1. Afloramientos visitados en los recorridos de campo. a) se observa una falla normal con componente lateral izquierda sobre una intercalación de lutitas y areniscas del Grupo Balsas; b) observamos pseudoestratificación ocasionado por el enfriamiento-emplazamiento del intrusivo de composición básica; c) pliegue tipo “z” dentro de la Formación Mezcala y; d) mala clasificación de los componentes en los depósitos de talud, además de ser muy deleznable, presenta estratificación masiva condicionada por la topografía; los componentes líticos son angulosos, propiedad que genera poros intersticiales donde el agua disminuye su dureza y aumenta la permeabilidad de las partículas.
a b c d
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El segundo grupo litológico son las rocas de la Formación Morelos, el CRM (2003), describe las
calizas como someras de tipo arrecifal, de edades Aptiano-Albiano (125-100 Ma), en algunos sitios
se encuentran intensamante plegadas y falladas, siguiendo dos direcciones principales una que va
de Norte-Sur y otra de Noroeste-Sureste; es de vital importancia dado que la mineralización con
beneficio económico se emplazó en esta formación, la caliza es una roca muy dura, muy bien
consolidada y es muy poco el riesgo geológico que representan.
El tercer grupo litolólogico es el Grupo Balsas con la mayor variedad de tipos de rocas; de manera
general, el SGM (2003) refiere que esta Formación está constituida por un conglomerado polimíctico,
arenisca, limolita de color rojo, horizontes de lava basáltica, volcaniclásticos y caliza lacustre, de edades
Eoceno-Oligoceno (56-23 Ma), sin embargo, Jiménez et al. (2013) describen que en la Sierra de Taxco está
constituida además por brecha polimíctica, toba lítica, vitrófido, flujos piroclásticos e intrusivos básicos a
intermedios.
Las propiedades físicas del Grupo Balsas son muy variables dado que las rocas volcánicas son muy
susceptibles al intemperismo, y como resultado obtenemos los depositos del Cuaternario; el grupo lo
conforman la Formación Chontalcuatlán, Depósito de Aluvión y el Depósito de Talud, dentro del area
estudiada no se observan afloramientos de la Formación Chontalcuatlán pero consiste en depósitos de
aglomerados de rocas volcánicas mal consolidadas, de dacita, basalto y pómez; el Depósito de Aluvión
consiste en materiales que provienen de las rocas existentes, los cuales fueron acarreados y depositados en
las márgenes de los arroyos y ríos por corrientes fluviales, no consolidados, mal clasificados, con texturas
angulosas, además, son las rocas que sobreyacen toda la columna estratigráfica de la región sufriendo con
mayor intensidad el intemperismo, erosión, expansión térmica por ende se vuelven rocas de poca dureza,
muy deleznables;por sus características son de vital importancia su monitoreo durante eventos de lluvias
torrenciales dado que son muy susceptibles a los agentes de intemperismo y erosión asociados a riesgo
geológico.
Por último, se tiene el Depósito de Talud que el CRM (2003) describe a estos depósitos como
materiales poco consolidados que han sido desprendidos de la roca original y depositados en las laderas o
al pie de zonas escarpadas, los principales depósitos se localizan a pie de los escarpes que bordean a la
meseta de la Sierra de Taxco, consisten de fragmentos de rocas de tamaño de bloques de forma angulosa,
los cuales pueden o no estar soportados por una matriz de grava, arena o arcilla. Los efectos de la gravedad
provocan que estos fragmentos se deslicen y se depositen sobre cualquier Formación o material existente,
por lo que estos cubren parcialmente a todas las unidades litológicas, por las propiedades físicas de los
depósitos antes mencionados se asume que los mayores deslizamientos, derrumbes y deslaves provienen de
estos depósitos o formaciones (véase mapa 5).
Román (2015) en la Caracterización de peligros geomorfológicos: Carta Taxco E14-A68
propone definir los peligros geológicos aplicando una fórmula matemática compuesta de distintas
variables como lo son la densidad de drenaje, la litología y la pendiente de laderas; la fórmula es
la siguiente:
𝑓𝑥 = ɵ ∗ 𝜌. 𝐷 ∗ Ḷ
Donde:
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Mapa 5. Carta Geológico-estructural conformada por los principales grupos litológicos de la zona urbana de Taxco de Alarcón (modificado de Jiménez et al., 2013).
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𝑓𝑥 = Índice de susceptibilidad
ɵ = Ángulo de la pendiente
ρ.D = Densidad de drenaje
Ḷ = Litología
Esta fórmula es Índice de Susceptibilidad a Procesos de Inestabilidad de vertiente aplicado
por Román-Martínez (2015), ahora bien, en este proyecto se propuso aumentar dos variables más
dentro de la ecuación las cuales son:
ḡ = Geomorfología
Ƒ = Fallas o fracturas
La fórmula quedaría de la forma siguiente:
𝑓𝑥 = ɵ ∗ 𝜌. 𝐷 ∗ Ḷ ∗ ḡ ∗ Ƒ
El siguiente paso fue asignarle valores a cada una de las variables con respecto a la densidad
o cantidad de estas variables por Km2:
ɵ Valor Riesgo
0° 0 Muy Bajo
0-7° 1 Bajo
7-15° 2 Medio
15-30° 3 Medio-Alto
30-90° 4 Muy Alto
Estos parámetros fueron aplicados a cada variable con su respectiva densidad por Km2,
Litología Valor Susceptibilidad
SVSMT 0 Muy Bajo
F. Morelos 1 Bajo
F. Mezcala 2 Medio
G. Balsas 3 Medio-Alto
Depósito de Talud
y aluvión 4 Muy Alto
La interpolación de todas las variables es el resultado del Mapa Semáforo siguiente:
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Mapa 6. Mapa de Riesgo Geológico de Taxco, la colorimetría indica las zonas más propensas a incidentes ocasionados por derrumbes, deslizamientos o deslaves.
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Resultados
Fenómeno Geológico Zona urbana Fecha Consecuencias
Hundimiento Barrio La Catarina 1979 Afectaciones a la carretera federal #95 Méx-Aca
Hundimiento Barrio de Capilintla 1982 Afectaciones a un predio particular
Hundimiento Barrio de Capilintla 1982 Afectaciones a la carretera federal #95 Méx-Aca
Derrumbes de bloques de
rocas Barrio de Los Casahuates 1985 Afectaciones a un techo de casa habitación
Deslizamiento de material
no consolidado Barrio del Atache 1988 Afectaciones a un predio en construcción
Hundimiento Barrio de Mora 1988 Afectaciones a un predio y calle pública
Hundimiento Barrio de Capilintla 1992 Destrucción de dos casas habitación y afectaciones a la
carretera federal # 95 Méx-Aca
Hundimiento Barrio de Capilintla 1996 Afectaciones a la carretera federal #95 Méx-Aca y
destrucción de dos casas-habitación
Derrumbes de bloques de
rocas Colonia La Mulata 2001
Afectaciones por colapso de varias casas habitación
fracturas en pisos muros y calle pública
Derrumbes de bloques de
rocas Barrio del Consuelo 2001 Afectaciones a una casa habitación
Derrumbes de bloques de
rocas Barrio de Huiyatengo 2002 Destrucción de una casa habitación
Deslizamiento de bloques
de roca Barrio de Arroyo 2003 Afectaciones a calle pública y un predio en construcción
Deslizamiento de bloques
de roca Sitio El Gigante 2003 Afectaciones a la carretera federal #95 Méx-Aca
Deslizamiento de bloques
de roca Barrio de Huiyatengo 2003
Destrucción de dos casas habitación y afectaciones a la
calle pública
Deslizamiento de bloques
de roca Barrio de Arroyo 2003 Afectaciones a la carretera federal #95 Méx-Aca
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Deslizamiento de bloques
de roca Barrio La Cadena 2003 Afectaciones a familias de la parte baja.
Deslizamiento de material
poco consolidado Zapata – CBTis # 82 2010 Afectaciones a la carretera federal Taxco-Ixcateopan
Deslizamiento de bloques
de roca Calle del Llano 2010 Afectaciones a una casa habitación y calle
Deslizamiento de material
poco consolidado Espejo-Potrero 2013
Afectación de dos casas habitación y afectaciones a la
calle pública
Deslizamiento de material
poco consolidado Landa-Chichila 2013
Afectación de cuatro casas habitación y afectaciones a la
carretera Taxco-Ixcateopan
Deslizamiento de bloques
de roca Vía Alterna Afectaciones de la Vía Alterna
Deslizamiento de material
poco consolidado
Pedro Ascencio de
Alquisiras Afectación de la calle y una casa habitación
Derrumbes de bloques de
rocas Bachilleres Afectación de la calle
Derrumbes de bloques de
rocas Infonavit Afectación de la calle
Derrumbes de bloques de
rocas Landa Afectación de la calle
Derrumbes de bloques de
rocas Carlos J. Nibbi Afectación de la calle
La tabla anterior es el Historial de Afectación en Taxco, incluye los datos más representativos y fueron proporcionados por la
Dirección de Protección Civil de Taxco de Alarcón, en el mapa podemos ver que se encuentran círculos de color azul, estos círculos son
las zonas donde se han presentado estos sucesos, además, se han presentado repeticiones de eventos como derrumbes, deslizamientos y
hundimientos en algunas zonas, pero también en zonas donde la susceptibilidad a un evento de riesgo geológico es muy bajo.
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Analizando los deslizamientos graficados en el mapa 6 realizados con la tabla de Historial
de Afectación en Taxco, encontramos que la efectividad del mapa podría ser comparable al historial
dado que hubo 26 eventos de magnitud considerable, 3 de ellos fueron en zonas de Muy Bajo
Riesgo Geológico entonces:
% 𝑑𝑒 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 =100% 𝑑𝑒 𝑒𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 ∗ # 𝑑𝑒 𝑒𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐ℎ𝑜𝑠 (𝐵𝑎𝑗𝑜 − 𝐴𝑙𝑡𝑜)
# 𝑒𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑒𝑠
El resultado nos arroja 88.46% de efectividad.
Discusión y conclusiones
El porcentaje de efectividad está controlado por los valores de cada una de las variables,
geoformas, pendiente, fallas, red de drenaje y litología, a cada componente de la variable se le
asignó un valor de 0 a 4 (0 = Muy Bajo; 4 = Alto) de susceptibilidad de riesgo, sin embargo no se
tomó en cuenta el índice de degradación de la vegetación, mm´s de precipitación pluvial promedio
anual, propiedades físicas de la roca (porosidad, permeabilidad, dureza, clasificación, madurez
textural, ° de dureza, etc), propiedades mecánicas de las rocas; concluyendo que es necesario
aplicar más variables a la zona de estudio para obtener mejores resultados a los obtenidos en este
momento, incluso es posible su aplicación a susceptibilidad sísmica.
Agradecimientos
Agradezco mucho el apoyo, los consejos y sobre todo los conocimientos compartidos a la
Dra. Rosalva Pérez Gutiérrez, al Lic., en Geografía Jesús Alberto Román Martínez y al Ing.
Geólogo Luis Jiménez Bustamante; a la UAGro por el apoyo económico financiado por el
Programa de Verano UAGro 2016; y por último pero no menos importante a la Unidad Académica
de Ciencias de la Tierra mi Alma mater.
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Referencias
Bibliografía
Jiménez, L., Bustamante, J. & Pérez, R. (2013). La secuencia volcano-sedimentaria terciaria de la Sierra de
Taxco y sus implicaciones tectónicas. Reunión Anual de la Unión Geofísica Mexicana., 33(1), 74.
GUERRERO, G. D. (Julio de 2009). 6.-AMENAZAS POR DESLIZAMIENTOS EN LA CIUDAD DE TAXCO DE
ALARCÓN. IDENTIFICACIÓN GEOTÉCNICA DE LADERAS POTENCIALMENTE INESTABLES EN LAS
CABECERAS MUNICIPALES DE CHILPANCINGO, TLAPA, ZIHUATANEJO, TAXCO Y ACAPULCO., 141. (I.
G. (UA, Ed.) Guerrero, México : FOPREDEN .
CRM (2003). II.- GEOLOGÍA. CARTA GEOLÓGICO-MINERA TAXCO CLAVE E14-A68, ESCALA 1:50 000., 118.
(U. A. Tierra, Ed.) Taxco de Alarcón, Guerrero, México: Consejo de Recursos Minerales.
INEGI. (30 de Julio de 2016). INEGI. Obtenido de Datos Vectoriales. Carta Taxco E14-A68. Escala 1:50 000:
http://www3.inegi.org.mx/sistemas/biblioteca/ficha.aspx?upc=702825634988
INEGI. (Julio de 30 de 2016). INEGI. Obtenido de Datos vectoriales Provincias escala 1: 1000 000:
http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/recnat/fisiografia/infoescala.aspx
INEGI. (30 de Julio de 2016). INEGI. Obtenido de Datos vectoriales. Red Hidrográfica escala 1:50 000 edición
2.0: http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/recnat/hidrologia/regiones_hidrograficas.aspx,
Román, M. J. (2015). 5.4 Zonificación de áreas susceptibles a procesos de inestabilidad de la ladera
(Algebra de mapas). Caracterización de peligros geomorfológicos: Carta Taxco E14-A68 (Tesis de
Lincenciatura). (U. A. Tierra, Ed.) Taxco de Alarcón, Guerrero, México: Universidad Autónoma de
Guerrero.
SGM. (20 de Julio de 2016). Cartas Impresas. Obtenido de Carta Geológico-Minera Taxco E14-A68:
https://mapserver.sgm.gob.mx/Cartas_Online/geologia/1660_E14-A68_GM.pdf
USGS. (Julio de 20 de 2016). Earth Explorer . Obtenido de Level 1 GeoTIFF Data Product (505.1 MB):
http://earthexplorer.usgs.gov/