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ACADEMIA DE INGENIERIA M é : i co

Regionalización de los Deslizamientos en México

TRABAJO QUE PRESENTA EL

ING. SERGIO RAUL HERRERA CASTAÑEDA

En su Ceremonia de Ingreso como ACADEMICO TITULAR DE LA ACADEMIA DE INGENIERIA, A.C.

Palacio de Minería, 14 de marzo de 2002

Tacuba 5, Centro Histórico, 06000 México, D.F. Telefax 5521 4404, 5521 6790, 5518 4918 E-mail: [email protected]

RESUMEN

Este trabajo presenta un panorama general de las causas más importantes que favorecen los deslizamientos en nuestro país y con base en el análisis de éstas se propone una de regionalización de la República Mexicana según el potencial de deslizamientos, dividiendo la superficie en cuatro niveles de riesgo, considerando tres características adicionales a las geológicas, que influyen en la generación de este fenómeno en México: el clima, la sismicidad y la topografia de cada región.

Aunque no existen datos o estadísticas específicas al respecto que permitan valorar el efecto de los deslizamientos en términos económicos, al menos existe información documental suficiente, que permite formar un concepto de las regiones más vulnerables y del tipo de consecuencias que acarrea este fenómeno en nuestro país.

Se inicia el trabajo señalando las causas geológicas principales, que dan origen a los deslizamientos y su relación con las condiciones topográficas, climáticas y sísmicas preponderantes en nuestro país.

Con base en estas características se propone una regionalización según el riesgo potencial de deslizamientos de la República Mexicana.

Se continúa con un repaso de los estudios geológicos y geotécnicos que se emplean para determinar las características de estabilidad de una ladera y los tratamientos correctivos y preventivos más empleados, haciendo hincapié en los relacionados con la reforestación.

Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones derivadas de la regionalización propuesta para su uso y limitaciones.

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Introducción

En México las pérdidas socioeconómicas debido a los deslizamientos y sus efectos secundarios son cada vez mayores debido al crecimiento de la población que se expande hacia zonas de laderas y cantiles inestables y también al desarrollo de nuevas obras de infraestructura. Una proporción significativa de las pérdidas de vidas humanas y económicas incide principalmente en tres ámbitos: vías de comunicación, de servicios y en los urbanos.

En la mayoría de los casos cuando un deslizamiento afecta alguno de estos ámbitos, es estudiado y atendido hasta lograr su estabilización, sin embargo, la cultura de la prevención aún no se aplica en forma metódica, para reconocer de antemano el riesgo que lleva desarrollar una obra en una determinada región.

Elaborar una carta de regionalización para este fenómeno puede ayudar a dar inicio a la aplicación de estudios geológicos y geotécnicos con carácter preventivo.

Las causas que producen un deslizamiento son muy variadas, ya que intervienen diversos aspectos como el clima, la precipitación (de lluvia y/o nieve), la sismicidad, la actividad antrópica, los procesos geomorfológicos, además de los de origen geológico. Es por ello que existe una gran dificultad en conjuntarlos para establecer un criterio que permita regionalizar nuestro país en cuanto al riesgo que este tipo de fenómeno representa.

Tipos de deslizamientos

La forma en que fallan las excavaciones a cielo abierto y las laderas naturales tienen relación directa con las características geológicas del terreno donde se encuentran, como son: el tipo de roca o suelo y su grado de alteración, las fallas y fracturas presentes y las condiciones de permeabilidad y del nivel del agua en el subsuelo. A continuación se presenta un breve repaso de los tipos de falla.

Los suelos por lo general presentan un mecanismo de falla tipo circular y en ocasiones plana cuando se trata de suelos residuales conteniendo estructuras heredadas. En condiciones de alto grado de saturación el material falla como flujo, cuya velocidad puede ser muy lenta (reptación), o muy rápida (corrientes de lodo y de materiales granulares).

El mecanismo de falla rotacional es característico de los suelos y de las rocas alteradas que se encuentran en la parte más superficial. Esta forma de falla puede además presentarse en masas de roca intensamente fracturadas y/o alteradas a un grado tal que puedan ser consideradas como homogéneas. La superficie de falla por lo general es paralela al límite entre la roca alterada y la sana o menos alterada.

Los macizos rocosos pueden fallar por volteo, condición que rara vez se presenta en los suelos. También pueden fallar por deslizamiento sobre planos o discontinuidades en forma de falla plana o bien, cuando se cruzan dos o más discontinuidades y la línea de intersección tiene salida hacia la excavación, la forma de falla es tipo cuña.

Con excepción de la falla circular, los macizos rocosos siempre fallan siguiendo las discontinuidades preexistentes, donde la resistencia al esfuerzo cortante es más baja. Estas discontinuidades están representadas por planos de estratificación, fracturas, fallas geológicas antiguas, diaclasas de enfriamiento, superficies de contacto, esquistosidad y foliación, entre otras.

La falla plana se produce en taludes o laderas donde el deslizamiento se desarrolla sobre un solo plano. Para que cinemáticamente esto sea posible, se deben satisfacer dos condiciones:

El plano de falla debe aflorar en la cara del talud y su echado debe ser menor que la inclinación de éste. Deben existir las condiciones topográficas o de fracturamiento para que lateralmente se definan los límites del bloque.

La presencia de grietas de tensión en la parte superior incrementa la inestabilidad, debido a que el agua penetra con facilidad y produce empuje hidrostático por detrás de la masa y, adicionalmente se incrementa la fuerza de subpresión en el plano de falla.

Las cuÍas son por lo general bloques de roca en forma de tetraedro delimitados lateralmente en su base por dos planos de fracturamiento. La estratificación puede constituir uno de estos planos. Para que una cuña de roca se pueda movilizar es necesario que la línea de intersección de los planos de fracturamiento aflore en la cara del talud y que la inclinación de la línea de intersección sea menor que la pendiente del talud.

Los taludes escarpados constituidos por rocas con fracturamiento vertical o subvertical, suelen presentar falla por volteo. Las columnas o bloque tabulares de roca pueden presentar planos de rotura paralelos a su base, lo que facilita su rotación. Cuando estos planos de rotura además tienen inclinación hacia la cara externa, puede presentarse un movimiento mixto de volteo y deslizamiento. Las fuerzas que producen el volteo de los bloques son por lo general el empuje hidrostático y el sísmico.

3. Causas de los deslizamientos

Los factores que potencialmente pueden geiierar deslizamientos se pueden agrupar en cuatro categorías:

características y condiciones geológicas del terreno procesos de tipo geomorfológico procesos de origen físico y químico procesos de origen humano.

Por lo general las causas que producen un deslizamiento son el producto de la combinación de varios de estos factores. Con base en la forma en que actúan, se puede distinguir entre factores antecedentes y factores iniciadores del movimiento o detonadores.

Los factores antecedentes hacen que una ladera sea susceptible al deslizamiento reduciendo su grado de seguridad a un valor marginal, mientras que los factores detonadores dan inicio al movimiento.

Para evaluar el grado de estabilidad de una ladera es conveniente establecer tres grados de equilibrio los cuales tienen una interrelación con los procesos antecedentes y detonadores, como se muestra en la figura 1 (Popescu, 1994):

Estable: es el estado de la ladera en que el margen de estabilidad es muy amplio y es capaz de soportar todo tipo de fuerzas desestabilizadoras. Estabilidad marginal: es aquel en que la ladera fallará en un determinado momento en respuesta a la acción y magnitud de fuerzas desestabilizadoras. Inestable: es el estado en que las fuerzas desestabilizadoras producen movimiento continuo.

El grado de equilibrio de una ladera o un talud es entonces función del tiempo y de las características específicas de los procesos antecedentes 1, 2, 3,... y detonantes 4, que actúan en una región.

Los procesos antecedentes pueden ser, para el ejemplo de la figura 1, los siguientes: lluvia intensa (1), erosión al pié de la ladera (2), lluvia persistente (3), mientras que los detonantes son una sobrecarga en la ladera o un sismo (4).

Factor de seguridad

Estable - Etdbiliddd laetLile marqirial

factores dntecederltes ídctores detonadores

falla

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Tiempo

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[modificado de Popescu 19941

Figura No. 1

3.a Características y condiciones geológicas del terreno Se refiere a las condiciones del macizo de roca o suelo sobre las cuales pueden actuar los procesos para preparar o iniciar un deslizamiento (Brunsden, 1979). Las condiciones geológicas involucran tres aspectos básicos: la Composición química y mineralógica y el origen de los suelos y/o rocas, la estructura y disposición espacial de los materiales, y las condiciones del agua en el subsuelo.

En términos generales se presenta una lista de condiciones o características del terreno que favorecen o son la causa de un deslizamiento:

Material sensitivo Material colapsable Material alterado Material cizallado Material fracturado Discontinuidades orientadas desfavorablemente Contrastes de permeabilidad y sus efectos en el agua subterránea Contrastes de rigidez de los materiales

Todas las características anteriores son únicamente de tipo antecedente, ninguna de ellas es detonante de un movimiento.

3.b Procesos geomorfológicos Son los procesos que actúan en el modelado de la corteza terrestre y que a través del tiempo producen cambios en el estado de equilibrio de las laderas.

Procesos endógenos Fenómenos tectónicos Fenómenos volcánicos

Procesos exógenos Erosión fluvial Erosión marina por oleaje Erosión subterránea Remoción de la vegetación por erosión, incendio o sequía Depósito de materiales en forma natural sobre la cresta de taludes

Estos procesos pueden se de tipo antecedente y también detonadores de deslizamientos.

3.c Procesos fisicos y químicos Son los procesos que inducen condiciones desfavorables en el equilibrio mediante el incremento de los esfuerzos actuantes en el terreno o reduciendo algunas veces los esfuerzos resistentes del mismo. El clima y la sismicidad son los principales procesos.

Meteorización de las rocas Lluvia intensa en periodos cortos de tiempo Precipitación prolongada Deshielo rápido, derretido de nieve rápido Descenso o llenado rápido en embalses naturales Sismos Erupción volcánica Contracción y expansión en suelos


3.d Procesos humanos Son aquellas actividades que realiza el ser humano y que afectan las condiciones naturales de estabilidad de una ladera.

Excavación en laderas para obras civiles, (caminos, canales y plataformas) Aplicación de cargas en el talud o su cresta Vaciado o llenado rápido de embalses Irrigación Fugas de agua tanques y líneas de conducción Mantenimiento deficiente de redes de drenaje Deforestación Vibraciones artificiales Creación de tiraderos con materiales muy sueltos Excavaciones para minas externas


4. Aspectos geológicos que influyen en la generación de deslizamientos

Nuestro país tiene una gran diversidad de tipos de roca y suelo, que junto con las características climáticas y sísmicas que dominan en determinadas regiones son generadores potenciales de deslizamientos.

La composición química y mineralógica de las rocas y de los suelos es por lo general la primera característica en que nos fijamos para atribuirle propiedades físicas y mecánicas.

La segunda característica es la estructura geológica que poseen estos materiales ya que juega un papel preponderante como factor antecedente causante de deslizamientos. Cada tipo de suelo o roca presenta una distribución espacial característica la cual depende de su origen e historia tectónica.

La composición y la estructura geológica preparan al terreno para que sobre él actúen los procesos detonadores de un deslizamiento. En términos generales se presentan enseguida las principales características que poseen las masas de suelo y los macizos rocosos:

4.1 Suelos Suelos sensitivos Suelos colapsables

4.2 Rocas Rocas ígneas intrusivas

Profundidad de meteorización Alteración hidrotermal Exfoliación Alto grado de fracturamiento y argilitización

Rocas ígneas extrusivas Depósitos volcánicos recientes

Presencia de capas débiles en la secuencia Secuencias heterogéneas Diaclasas de enfriamiento Estratificación Foliación Ausencia de consolidación Espesor variable

Depósitos volcánicos antiguos Fracturam iento Alteración meteórica

Rocas sedimentarias clásticas Lutitas (no cementadas y cementadas)

Son rocas con baja resistencia al esfuerzo cortante (blandas) Fisilidad Estratificación delgada Fluencia plástica (creep) Alteración meteórica Arcillas expansivas

Areniscas Con alto contenido de mica o arcillosas Estratificación y plegamiento Alteración meteórica Baja resistencia al esfuerzo cortante, no cementadas

Figura No. 2 Carta Geológica de la República Mexicana, Instituto de Geología, UNAM

S. Influencia del clima, de la topografía y la sismicidad en nuestro país

5.1 Influencia del clima El clima influye tanto en los procesos antecedentes como en los detonadores de deslizamientos, es el principal causante del intemperismo de las rocas que trae corno consecuencia la formación de suelos residuales y también proporciona los elementos para que actúen los agentes de la erosión, principalmente el agua.

El clima ejerce una influencia en la tasa de meteorización ya que las reacciones químicas se duplican con cada lO C de incremento de temperatura.

Los deslizamientos están asociados con mayor frecuencia a zonas con clima cálido húmedo y semihúmedo, en segundo término a zonas templadas y, finalmente, a las zonas áridas.

En México se pueden distinguir cinco climas principales, agrupados de la siguiente forma con relación al fenómeno de los deslizamientos, figura No.3:

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Distribución de climas en la República Mexicana

Figura No. 3 Carta de climas de la República Mexicana

Regiones con clima cálido húmedo y semihúmedo: en estas condiciones climáticas se favorece la alteración de las rocas. La producción de suelos residuales es mayor en extensión y espesor debido a la constante humedad que prevalece en el ambiente (factor antecedente); además, en caso de lluvia prolongada se produce un incremento en la presión de poro que reduce los esfuerzos resistentes efectivos

decreciendo el factor de seguridad del terreno, (factor detonador). La erosión fluvial es también un factor importante en la generación de movimientos. Las regiones del país donde predominan los climas tipo cálido húmedo y semihúmedo son:

Sierra Madre Orienta! (vertiente de! Golfo de México) Sierra Madre Occidental (vertiente del Océano Pacífico) Sierra Madre del Sur (vertiente del Océano Pacífico) Zona de! Istmo y Sierra de Chiapas Península de Yucatán

En la mayor parte de estas regiones la precipitación media anual es superior a los 1000 mm.

Regiones con clima templado húmedo y semihúmedo: en estas regiones la profundidad de intemperismo es, en términos generales, menor que en zonas de clima cálido, generalmente los deslizamientos están asociados a las precipitaciones pluviales anuales. La erosión fluvial puede ser un factor detonante de movimientos pero también en menor proporción. Gran parte del centro del país donde predomina este clima, corresponde con el afloramiento de rocas volcánicas recientes, las cuales poseen estructuras geológicas desfavorables y propiedades mecánicas muy heterogéneas susceptibles de generar deslizamientos. Las regiones del país donde se tiene estos climas son:

Faja Volcánica Trans-Mexicana Sierra Madre Oriental (vertiente interna en su porción Norte) Sierra Madre Occidental (vertiente interna) Sierra Madre del Sur (vertiente interna)

En estas regiones la precipitación media anual oscila entre los 500 y 1000 mm.

Regiones con clima seco y muy seco: El clima favorece principalmente el intemperismo mecánico de las rocas provocando la apertura de las fracturas. La formación de suelos residuales es baja. En estas regiones los deslizamientos son provocados por las lluvias poco frecuentes que llegan a caer, ya que su ocurrencia está asociada a la entrada de masas de aire húmedo en época de ciclones. Sin embargo, cuando esto ocurre, pueden presentarse importantes deslizamientos de suelos acumulados como depósitos de talud y caída de bloques por volteo. Las regiones y estados en que prevalecen estos climas son:

Altiplano Mexicano (Coahuila, Chihuahua, Nuevo León, Zacatecas y Sonora) Baja California

En estas regiones la precipitación media anual es menor que 500 mm.

El agente detonador de deslizamientos más importante, en cualquiera de los climas que prevalecen en México, es la precipitación pluvial. Aún en las zonas áridas la lluvia llega a presentarse eventualmente por la penetración de los ciclones hacia la parte continental.

La precipitación pluvial es el volumen o altura de agua de lluvia que cae sobre un área en un periodo de tiempo. Tiene una influencia directa en la infiltración y en el régimen del agua subterránea y, a su vez, en la estabilidad de laderas. Generalmente las áreas de mayor precipitación anual presentan mayores problemas de estabilidad, acuíferos colgados con mayores caudales de flujo subterráneo y materiales más meteorizados.

Existen zonas de precipitación alta permanentemente, en las cuales el nivel de agua freática es alto y constante donde una excavación en el terreno puede originar la falta casi en forma inmediata del talud. Por otra parte, existen zonas con lluvias esporádicas o con épocas de lluvias intensas, en donde el suelo es saturado rápidamente originándose el deslizamiento. En la figura No. 4 se muestra carta de precipitación media anual de la Repíblica Mexicana.

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Figura No. 4 Precipitación Media Anual

5.2 Influencia de la topografía La topografía de una región está determinada por el tipo de rocas existentes, la magnitud y edad de los procesos geomorfológicos y los climáticos que actúan sobre ellas. La pendiente del terreno juega un papel importante en la estabilidad, ya que determina la magnitud de la fuerza actuante debida al peso propio del terreno.

Los perfiles más profundos de meteorización se encuentran en las laderas suaves más que en las empinadas.

Para cada formación en un estado determinado de meteorización, existe un ángulo de inclinación a partir del cual un talud es inestable. Mientras algunos suelos residuales de origen ígneo permiten ángulos del talud superiores a los 45° en las rocas sedimentarias arcillosas meteorizadas y saturadas este valor de inclinación no excede de 20 0 y hasta valores del orden de la mitad de su ángulo de fricción.

Las regiones montañosas en México se encuentran principalmente en las Sierras Madres Oriental, Occidental y del Sur, Sierra de Chiapas, Faja Volcánica Trans-Mexicana y Sierra de Baja California.

Las regiones con menor pendiente se concentran en el Altiplano Mexicano y en la península de Yucatán.

5.3 Influencia de la sismicidad

Los sismos son, sobre todo, agentes iniciadores de deslizamientos. La carta de regionalización sísmica de México (CFE, 1993), figura No. 5, muestra cuatro zonas cuyas fronteras coinciden con curvas de igual aceleración sísmica.

Las zonas sísmicas A y B son las de menor intensidad sísmica y comprenden la parte centro y nordeste del país y la península de Yucatán, mientras que las zonas C y D, de mayor intensidad sísmica, se localizan como franjas paralelas a la costa del Pacífico entre los estados de Nayarit y Chiapas y en la parte Norte y Este de la península de Baja California.

Las zonas C y D representan las regiones con mayor potencial para generar deslizamientos disparados por esta actividad.

Figura No. 5 Carta de Regionalización Sísmica de la República Mexicana

6. Regionalización de los deslizamientos en la República Mexicana

Geología, Clima, Topografía y Sismicidad, son cuatro características que presenta nuestro país, si se sobreponen es posible llegar a establecer una regionalización que considere el riesgo o potencial de incidencia de deslizamientos.

La regionalización que se propone en este trabajo se sustenta además de las características descritas antes, en las experiencias documentadas que permiten sobre todo conocer el entorno geológico donde se originaron. Para su elaboración se ha pensado en que debe ser sencilla en cuanto a la definición de las regiones y que sirva como un primer acercamiento al problema que se puede presentar en una región dada al proyectar nuevas obras de infraestructura y de servicios así como para la planificación del crecimiento de áreas urbanas.

No es una carta elaborada para definir estabilidad o inestabilidad de distintas regiones del país, sino para que permita visualizar el peligro potencial de deslizamiento en esas regiones y planificar los estudios necesarios y el grado de profundidad requerido. Para cada tipo de obra será necesario definir en forma detallada los estudios geológicos y geotécn icos pertinentes.

Para la regionalización se seleccionaron cuatro niveles de peligro de deslizamiento, los cuales se describen enseguida y se resumen en el Cuadro 1. En la figura No.6 se presenta la carta de regionalización con las principales localidades del país que quedan incluidas en cada región.

Muy alto: regiones donde afloran rocas sedimentarias de composición arcillosa como lutitas o calizas y areniscas intercaladas con lutitas, rocas ígneas piroclásticas como tobas y brechas alteradas, y rocas metamórficas foliadas pizarras y esquistos alteradas. Presencia de suelos residuales provenientes del intemperismo de rocas intrusivas como el granito y de extrusivas como los basaltos y materiales piroclásticos asociados, con más de 10 m espesor. Clima dominante: cálido húmedo o semihúmedo, la mayor parte del año. Precipitación media anual: mayor a 1000 mm. Topografia: montañosa, con pendientes superiores a los 30°. Alta intensidad sísmica, zona D. En esta región se ubica la costa sur de la república, prácticamente desde el estado de Chiapas hasta Guerrero, la costa del estado de Jalisco, una porción localizada al norte del estado de Oaxaca. La Sierra Norte de Puebla (límites entre los estados de Veracruz, Hidalgo y Puebla), se incluye dentro de este nivel a pesar de que la sismicidad es de grado B.

Alto: regiones donde afloran rocas sedimentarias lutitas y areniscas, calizas intercaladas con lutitas, rocas ígneas extrusivas e intrusivas parcial o totalmente alteradas, rocas metamórficas foliadas (pizarras y esquistos) o bandeadas (gneisses) parcial o totalmente alteradas. Suelo residual poco desarrollado, con menos de 10 m de espesor. Clima dominante: cálido y/o templado húmedo a semihúmedo. Precipitación media anual: mayor a 1000 mm. Topografía: montañosa a semimontañosa, con pendientes mayores que 25°. Sismicidad media a alta, zonas C y D Comprende la parte central del estado de Chiapas y una porción central de Oaxaca, la sierra Madre Oriental entre los estados de Veracruz, Oaxaca y Puebla y la franja que corre paralela a la costa del Pacífico en los estados de Michoacán, Colima y Nayarit, también la parte montañosa de la porción media sur del estado de Sinaloa.

Medio: regiones donde afloran rocas de cualquier naturaleza parcialmente alteradas, con poco desarrollo de suelo residual, menor de 5 m de espesor. Clima dominante: templado húmedo a semihúmedo. Precipitación media anual: 500 a 1000 mm. Topografia: montañosa a plana, con pendientes mayores que 20°. Sismicidad baja a media, zonas B y C.

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La zona abarca principalmente los estados de la república donde se localiza el eje Neovolcánico, Puebla, México, Morelos, D.F., Michoacán, Jalisco y zona sur de Guanajuato. También las porciones occidentales de Zacatecas, Durango y Chihuahua, así como porciones de Nayarit, Sinaloa y el sudeste de Sonora. En el lado Este de la república se localiza en la porción sur del estado de Nuevo León y porciones montañosas de San Luis Potosí y Tamaulipas. Baja California Norte.

Bajo: regiones donde afloran rocas de cualquier naturaleza parcialmente alteradas, con poco desarrollo de suelo residual, menor de 5 m de espesor. Clima dominante: seco a muy seco. Precipitación media anual: menor a 500 mm. Topografía: montañosa a plana, con pendientes mayores que 10 ° . Sismicidad muy baja, zona A. Comprende la mayor parte de la península de la Baja California, Sonora, Chihuahua, Coahuila, norte de Zacatecas, así como porción noreste de Durango, Aguascalientes, norte de Guanajuato y este de San Luis Potosí. Al sudeste comprende la península de Yucatán, Tabasco y sudeste del estado de Veracruz.

1 M BOL OGIA

MUY ALTO POTNCLAL

ALTO

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BAJO

GOLFO DE MEXICO

7. b

Figura No. 6

CUADRO 1 CARACTERISTICAS DE CADA NIVEL DE REGIONALIZACIÓN EN MEXICO

Nivel Rocas y/o Suelos Clima Precipitación Sismicidad Topografia Localidades en México Rocas sedimentarias de composición Cálido Precipitación Muy alta Montañosa, con En esta región se ubica la costa sur de la república, arcillosa como lutitas o calizas y húmedo o media anual: Zona D pendientes prácticamente desde el estado de Chiapas hasta areniscas intercaladas con lutitas, semíhúmedo, mayor a 1000 superiores a los Guerrero, la costa del estado de Jalisco, una porción

Muy alto rocas ígneas piroclásticas como la mayor parte mm. 30°. localizada al norte del estado de Oaxaca. La Sierra tobas y brechas alteradas, y rocas del año Norte de Puebla (límites entre los estados de Veracruz. metamórficas foliadas pizarras y Hidalgo y Puebla), se incluye dentro de este nivel a esquistos alteradas. Presencia de pesar de que la sismicidad es de grado B. suelos residuales provenientes del intemperismo de rocas intrusivas como el granito y de extrusivas como los basaltos y materiales piroclásticos asociados, con más de 10 m espesor. Rocas sedimentarias lutitas y Cálido y/o Precipitación Media a alta, Montañosa a Parte central del estado de Chiapas y una porción areniscas, calizas intercaladas con templado media anual: Zonas C y D semimontañosa, central de Oaxaca, la sierra Madre Oriental entre los

Al to lutitas. rocas ígneas extrusivas e húmedo a mayor a 1000 con pendientes estados de Veracruz, Oaxaca y Puebla y la franja que intrusivas parcial o totalmente semihúmedo mm. mayores que 25°. corre paralela a la costa del Pacífico en los estados de alteradas, rocas metamórficas Michoacán, Colima y Nayarit, también la parte foliadas (pizarras y esquistos) o montañosa de la porción media sur del estado de bandeadas (gneisses) parcial o Sinaloa. totalmente alteradas. Suelo residual poco desarrollado, con menos de 10 m de espesor. Rocas de cualquier naturaleza Templado Precipitación Baja a media. Montañosa a La zona abarca principalmente los estados de la parcialmente alteradas, con poco húmedo a media anual: 500 Zonas B y C. plana, con república donde se localiza el eje Neovolcánico,

M e 10 desarrollo de suelo residual, menor semihúmedo a 1000 mm. pendientes Puebla, México, Morelos, D.F., Michoacán, Jalisco y de 5 m de espesor. mayores que 20°. zona sur de Guanajuato. También las porciones

occidentales de Zacatecas, Durango y Chihuahua, así como porciones de Nayarit, Sinaloa y el sudeste de Sonora. En el lado Este de la república se localiza en la porción sur del estado de Nuevo León y porciones montañosas de San Luis Potosí y Tamaulipas. Baja California Norte.

Rocas de cualquier naturaleza, Seco a muy Precipitación Muy baja Montañosa a La mayor parte de la península de la Baja California, parcialmente alteradas, con poco seco media anual: Zona A. plana, con Sonora, Chihuahua, Coahuila, norte de Zacatecas, así

B ajo desarrollo de suelo residual, menor menor a 500 mm. pendientes como porción noreste de Durango, Aguascalientes, de 5 m de espesor. mayores que 10°. norte de Guanajuato y este de San Luis Potosí. Al

sudeste comprende la península de Yucatán, Tabasco y sudeste del estado de Veracruz.

7. Estudios de exploración geológica y auscultación geotécnica

La ejecución de un estudio para investigar el potencial de deslizamientos en una región y el de una ladera en particular involucran técnicas de trabajo distintas, ya que el alcance de cada una lo es también. Mientras que para el primer caso solo se requiere llegar a establecer una probabilidad de deslizamiento que involucre al área en general, para la segunda se requieren estudios de mayor detalle que permitan establecer un factor de seguridad o permitan diseñar y aplicar las medidas correctivas para garantizar su estabilidad a largo plazo. A veces aplicar la técnica de elusión es el mejor método para dar por solucionado el problema y en otros casos es necesario convivir con el problema.

Para el caso de estudio de laderas que presenten condiciones desfavorables o que ya presenten deslizamiento activo, los estudios se deben realizar considerando los siguientes puntos:

Análisis de información existente Reconocimiento geológico detallado del sitio Estudio de las características superficiales que permitan la caracterización topográfica y geotécn ica

Investigaciones de campo que incluye sondeos, muestreo y ensayos in-situ que permitan determinar los parámetros del terreno Investigaciones de laboratorio Análisis de la información obtenida, empleando modelación matemática Diseño de las medidas correctivas (obras de estabilización), y/o preventivas (instrumentación).

S. Métodos de estabilización de laderas naturales

De los métodos de estabilización de laderas y taludes se pueden mencionar los siguientes: estructuras de contención y anclaje, excavaciones, protección superficial del talud, despresurización, control de aguas superficiales y el mejoramiento del suelo. Generalmente en la estabilización de laderas se emplea una combinación de estos sistemas.

Estructuras de contención y anclaje Son obras por medio de las cuales se van a transmitir fuerzas externas al terreno para impedir su movimiento, como son: muros de contención o anclados, bermas localizadas en la base del deslizamiento, pilotes y pantallas ancladas.

Excavaciones El abatimiento de la pendiente del terreno, la construcción de bermas y el retiro de un volumen determinado de la parte superior de la ladera son métodos comunes que se emplean para estabilizar y/o mejorar el factor de seguridad.

Protección superficial del talud Tratan de impedir la infiltración del agua al subsuelo o la erosión del mismo. De estos métodos el más importante es la reforestación del cual se hablará con mayor detalle.

Reforestación El efecto de la vegetación sobre la estabilidad de las laderas y taludes ha sido muy debatida en los últimos años. El estado del arte actual deja muchas dudas acerca de su eficacia y la cuantificación de los

efectos estabilizadores de las plantas sobre el suelo no tiene una explicación universalmente aceptada. Sin embargo, la experiencia ha demostrado el efecto positivo de la vegetación para evitar problemas de erosión, reptación y fallas subsuperficiales.

El efecto más importante de la vegetación en una ladera es la protección contra erosión en todos los casos y con todo tipo de vegetación. Para poder estudiar el fenómeno del efecto de la vegetación sobre el suelo se requiere investigar las características específicas de la vegetación en el ambiente natural que se está estudiando.

Entre los factores más importantes se deben analizar los siguientes: volumen y densidad de follaje; tamaño, ángulo de inclinación y aspereza de las hojas; altura total de la cobertura vegetal y la presencia de varias capas de cobertura vegetal; tipo, forma, profundidad, diámetro, densidad, cubrimiento y resistencia del sistema de raíces.

La vegetación cumple dos funciones principales en primer lugar tiende a determinar el contenido de agua en la superficie y en segundo da consistencia por el entramado mecánico de sus raíces.

Como controlador de infiltraciones tiene un efecto directo sobre el régimen de aguas subterráneas y actúa posteriormente como secador del suelo al tomar el agua que requiere para vivir. El tipo de vegetación tanto en la superficie del talud como en la parte superior es un parámetro importante para su estabilidad.

Sin embargo, se ha observado que cuando las lluvias son muy intensas y de larga duración, el efecto de la vegetación sobre el ciclo hidrológico es mínimo, pero este efecto es muy importante en áreas con regímenes moderados de lluvias.

El efecto que tienen las raíces de las plantas en la resistencia del terreno se puede sintetizar en tres formas:

une materiales de los suelos inestables a mantos más estables forma una red densa entretejida en los primeros centímetros del suelo superficial que reduce la erosión las raíces individuales actúan como anclajes o pilas que estabilizan y refuerzan el suelo.

La deforestación puede afectar la estabilidad de un talud en varias formas:

disminuye las tensiones capilares de la humedad superficial elimina el refuerzo que proporcionan las raíces al suelo facilita la infiltración masiva del agua al subsuelo

Este efecto puede no ser inmediato sino que puede hacerse patente varios años después. Inicialmente se producen cambios que favorecen la erosión superficial y la infiltración del agua al subsuelo. Los efectos más graves se presentan cuando la estructura reticular de las raíces se descompone, generalmente entre dos y cinco años después de la deforestación.

La quema de la vegetación aumenta la inestabilidad de los taludes especialmente si esto ocurre en áreas de coluviones en los cuales la vegetación ejerce un papel preponderante en la estabilidad, sobre todo por la pérdida del refuerzo de las raíces y por la exposición a la erosión.

Despresurización El agua es el factor que más comúnmente se asocia con las fallas de taludes en zonas húmedas y semihúmedas, debido a que la mayoría de los deslizamientos ocurren después de lluvias fuertes o durante periodos lluviosos prolongados lo que motiva un incremento de la presión de poro en el subsuelo.

Por ello el control del agua subterránea es uno de los sistemas más efectivos para la estabilización de deslizamientos. Para ello se emplean varios métodos como son: drenes transversales, zanjas de drenaje, galerías de drenaje y pozos profundos.

Control de aguas superficiales Con el objeto de evitar que el agua de lluvia se infiltre o erosione la superficie del terreno, se construyen obras complementarias a las de protección superficial, como las cunetas y las contracunetas cuyo principal objetivo es el de conducir el agua hacia zonas donde no causen mayor daño.

Mejoramiento del suelo Son métodos que incrementan la resistencia del suelo por medio de procesos físicos y químicos que aumentan la cohesión y/o fricción del suelo. Entre los más usuales está la inyección de productos químicos. La electro-ósmosis y el congelamiento del terreno son tratamientos que llegan a emplearse aunque su efecto es solo temporal.

La eliminación o reducción del riesgo de daños asociado al fenómeno de deslizamientos puede ser atacado por medio de otros métodos que en muchos casos son más accesibles y prácticos que el diseño y la construcción de tratamientos correctivos.

Estos métodos pueden resumirse en:

prevención de la amenaza o riesgo disuasión con medidas coercitivas planeación del uso de la tierra elaboración decódigos técnicos elaboración de reglamentos instrumentación e instalación de avisos y alarmas

elusión de la amenaza cambio de localización del proyecto retiro total o parcial de los materiales inestables modificación de la subrasante o del nivel proyecto

9. Conclusiones

Como ya se anotó antes, la regionalización que se propone en este trabajo se sustenta en las características geológicas, topográficas, de clima y sismicidad que presenta el país, así también como de las experiencias documentadas de deslizamientos.

Es una carta sencilla en cuanto a la definición de las regiones para que pueda servir como un primer acercamiento al problema en una región para proyectar nuevas obras de infraestructura y de servicios así como para la planificación del crecimiento de áreas urbanas.

No es una carta que defina o permita definir el grado de estabilidad o inestabilidad de las regiones en que se divide el país, sino que debe servir para conocer el potencial de riesgo en las distintas regiones y planificar los estudios y el grado de profundidad requeridos para un sitio en especial. También permitirá, empleando el buen juicio del ingeniero, estimar un costo adicional del proyecto durante la planeación de obras nuevas o de mantenimiento a largo plazo.

Para cada obra civil que se proyecte, será necesario definir en forma detallada los estudios geológicos y geotécnicos que permitan evaluar el nivel de estabilidad o el riesgo al que estarán sujetos.

Dentro del plan de crecimiento y uso del suelo en nuestro país, cada Municipio debe establecer los límites de crecimiento de sus poblaciones considerando el grado de susceptibilidad de deslizamientos en la región donde se localizan.

Este límite debe ser fijado por una entidad técnica con base en un estudio de riesgo, el cual debe considerar los aspectos analizados antes en este trabajo. La carta de regionalización puede contribuir a determinar las áreas prioritarias donde se requiere este tipo de evaluación

La reforestación es un método eficaz de evitar la inestabilidad y sobre todo la erosión de las laderas.

Es importante impulsar esta actividad en nuestro país ya que su contra parte, la deforestación, va en aumento año con año y poco es lo que se hace al respecto. Amplias zonas de bosques han desaparecido en los estados de Oaxaca, Chiapas, Michoacán, Jalisco, Puebla entre otros, en los cuales es notable el incremento de áreas que presentan fuerte erosión y presencia de deslizamientos.

Agradecimientos

Agradezco a los ingenieros Jesús Alberro Aramburu, Edmundo Moreno Gómez, Jorge Castilla Camacho, Hugo Delgado Granados y José Luis Garrido Uribe, el valioso tiempo que dedicaron para la revisión y preparación de los comentarios de este artículo. Todas sus observaciones fueron muy importantes para ponderar la utilidad de contar con una regionalización de este tipo.

Referencias

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