sistema nacional de protecciÓn civil coordinaciÓn …

Enrique Guevara Ortíz Director General del CENAPRED

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SISTEMA NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL

COORDINACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL

CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES

PROYECTO

ELABORACIÓN DEL MAPA NACIONAL DE SUSCEPTIBILIDAD A CAÍDOS DE

ROCA Y DERRUMBES COMO HERRAMIENTA PARA LA PREVENCIÓN DE

DESASTRES Y EL ORDENAMIENTO DEL TERRITORIO

Dirección de Investigación

Subdirección de Dinámica de Suelos y Procesos Gravitacionales

Alberto Enrique González Huesca

Leobardo Domínguez Morales

Michelle Muníve García

Antulio Zaragoza Álvarez

Mayo 2020


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CONTENIDO

Resumen .................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Introducción ............................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Susceptibilidad por inestabilidad de laderas ....................................................................... 5

Factores condicionantes básicos para el análisis de susceptibilidad ................. 5

El problema de las escalas: Regional y local ......................................................................... 6

Metodología para la evaluación de la susceptibilidad a caídos y derrumbes ................................................................................................................................................. 9

Sistemas de Información Geográfica (SIG) ...................................................................... 14

Modelos Digitales de Elevación ............................................................................................... 16

Elaboración del mapa de pendientes ................................................................................. 19

Obtención del mapa geológico .................................................................................................. 19

Obtención del mapa de vegetación y uso de suelo ................................................. 21

Obtención del mapa de densidad de fallas y fracturas ........................................ 23

Ponderación de los valores de susceptibilidad relativa de cada factor

condicionante ....................................................................................................................................... 24

Reclasificación de atributos de los mapas de cada factor condicionante ..... 26

Elaboración del mapa de susceptibilidad: suma aritmética de las

capas de información ....................................................................................................................... 32

Elaboración del mapa inventario por caídos de roca y derrumbes ............. 34

Comentarios finales y conclusiones .................................................................................... 36

Trabajo Futuro ..................................................................................................................................... 37

Agradecimientos ............................................................................................................................... 38

Referencias ............................................................................................................................................. 38


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RESUMEN

Como parte de los proyectos desarrollados en años recientes en el Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED), se encuentra el Mapa Nacional de Susceptibilidad a Caídos de Roca y Derrumbes. Esta investigación se ha realizado siguiendo el criterio establecido por la Asociación Internacional de Ingeniería Geológica, la cual es la mayor autoridad reconocida a nivel internacional en este tópico (IUGS, 1997). Originalmente, se consideró al estado de Guanajuato como esquema piloto para el análisis metodológico (Domínguez et. al, 2018), debido a sus características geomorfológicas, litológicas, estructurales, y de uso de suelo y vegetación.

Éstas fueron consideradas como los principales factores para calcular la susceptibilidad, los cuales fueron analizados utilizando ArcMap 10.2. La suma aritmética y el peso de los diferentes factores para obtener el mapa se basaron en el estudio individual de casos estudiados por el CENAPRED, al cual se les aplicó el formato para evaluación de laderas que viene en la “Guía Básica para la elaboración de Atlas Estatales y Municipales de Peligros y Riesgos”, Fenómenos Geológicos (CENAPRED, 2006).

El formato fue modificado y adecuado para el caso particular de caídos de roca y derrumbes, por una parte, se ampliaron o modificaron los intervalos o categorías de inclinación y altura de las laderas o taludes, por otro lado, cambió el criterio para evaluar la susceptibilidad para el tipo de suelos o rocas, siendo para este caso, más susceptibles los materiales que son más duros o resistentes y menos susceptibles los materiales que son más blandos o suaves.

Además, para el análisis de Vegetación y Uso del Suelo, se consideraron más susceptibles las zonas que tienen una mayor densidad forestal, a aquellas que han sido deforestadas (a diferencia de lo que ocurre con el Formato de Estimación de la Susceptibilidad a Deslizamiento de Laderas).

Otro aspecto que se consideró, fue la evaluación de la densidad de fallas y fracturas por medio de una retícula, a fin de cuantificar los aspectos estructurales en el análisis de susceptibilidad a nivel regional. Al igual que en el caso de la inestabilidad de laderas en general, para el Mapa de Susceptibilidad a Caídos de Roca y Derrumbes, no existe un procedimiento estandarizado para su realización.

Aunque se tiene conocimiento de que instituciones como el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) y el Servicio Geológico Mexicano (SGM), han elaborado mapas de susceptibilidad y de peligro por inestabilidad de laderas, es necesario que se conozcan de manera profunda las metodologías empleadas para poder unificar criterios de evaluación, en vistas de aportar información al Atlas Nacional de Riesgos.


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INTRODUCCIÓN

Los caídos de roca y derrumbes de acuerdo con la “Guía Básica para la elaboración de Atlas Estatales y Municipales de Peligros y Riesgos”, Fenómenos Geológicos (CENAPRED, 2006), se definen como: “movimientos abruptos de suelos y fragmentos aislados de rocas que se originan en pendientes muy fuertes y acantilados, por lo que el movimiento es prácticamente de caída libre, rodando y rebotando”.

Cada año, ocurren numerosos casos, principalmente en cortes carreteros mal realizados y algunos llegan a afectar comunidades que se encuentran justamente al pie de laderas y taludes que son prácticamente subverticales, su ocurrencia, al igual que en el caso de los deslizamientos es el resultado de la combinación de diversos factores, tanto naturales, como antropogénicos.

Dada la importancia de los fenómenos de inestabilidad de laderas, la subdirección de Dinámica de Suelos y Procesos Gravitacionales desarrolló entre 2014 y 2015, el Mapa Nacional de Susceptibilidad por Inestabilidad de Laderas y afinó la metodología para su realización. Durante el desarrollo de este producto y de la Guía de Contenido Mínimo para la Elaboración del Atlas Nacional de Riesgos, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 21 de diciembre de 2016, con ello, se pudo constatar la necesidad de generar una metodología particular para el Mapa Nacional de Caídos de Roca y Derrumbes.

Con la finalidad de identificar zonas en donde se pueda tener la ocurrencia de este tipo de fenómenos y facilitar la implementación de medidas preventivas y de planes operativos por parte de las autoridades de Protección Civil, es necesario realizar una evaluación de la susceptibilidad por caídos de roca y derrumbes, mediante la construcción de mapas a escala regional e incluso nacional (≤ 1: 100 000) de acuerdo con la Asociación Internacional de Ingeniería Geológica (IUGS, 1997; Suárez, 1998).

El objetivo principal del presente estudio es la elaboración del Mapa Nacional de Susceptibilidad a Caídos de Roca y Derrumbes, la cual se basa en la metodología utilizada para la elaboración del mapa que se elaboró para el estado de Guanajuato (Domínguez et. al, 2018).

La susceptibilidad es una propiedad del terreno que indica que tan favorables o desfavorables son las condiciones de éste para que pueda ocurrir inestabilidad, y se refiere solamente a factores intrínsecos a los materiales naturales de la ladera, a diferencia del peligro en donde se hace referencia a la frecuencia de ocurrencia de un proceso y al lugar, considerando factores desencadenantes, como sería el caso de la precipitación o la sismicidad (Almaguer, 2005; González de Vallejo, 2002; IUGS, 1997; Leroi, 1997; Suárez, 1998).


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SUSCEPTIBILIDAD POR INESTABILIDAD DE LADERAS

El análisis de susceptibilidad se refiere al proceso de cuantificación relativa de la importancia que puede tener cada uno de los factores intrínsecos o condicionantes en la posibilidad que se produzcan fenómenos de inestabilidad de laderas. Con la suma de los pesos (contribución) de cada uno de los factores considerados se obtienen diferentes valores de susceptibilidad en una determinada área del territorio. Éstos se clasifican generalmente en categorías genéricas: susceptibilidad muy alta, alta, moderada, baja y muy baja.

La forma más frecuente de presentar este análisis es a través de mapas de susceptibilidad por inestabilidad de laderas, los cuales presentan la clasificación de la estabilidad relativa o la propensión a la inestabilidad de un área en diferentes categorías, a las que se asigna una escala de color, siguiendo los criterios habituales para los análisis de peligros y riesgos (rojos y naranjas para las categorías de susceptibilidad alta y amarillos y verdes para los rangos de susceptibilidad media y baja), y muestra donde hay o no, condiciones para que puedan ocurrir este tipo de fenómenos.

No existe un procedimiento estandarizado para la elaboración de mapas de susceptibilidad por inestabilidad de laderas. Lo más común sin embargo, es que se realice una combinación de las cartografías de los factores condicionantes (pendientes, litología, estructuras, hidrología, etc.), asignando un peso relativo a cada factor según su contribución a la inestabilidad y se sumen estas contribuciones para obtener los valores finales de susceptibilidad. La utilización de Sistemas de Información Geográfica (SIG), permite el tratamiento automático de la información y la realización de numerosos análisis con diferentes combinaciones.

Uno de los aspectos fundamentales de la construcción de los mapas de susceptibilidad son los criterios a seguir para la ponderación de los factores condicionantes (asignación de los pesos relativos), para lo cual tampoco existe un procedimiento estándar. En el presente trabajo se realiza una propuesta metodológica para desarrollar el análisis para caídos de roca y derrumbes.

FACTORES CONDICIONANTES BÁSICOS PARA EL ANÁLISIS DE SUSCEPTIBILIDAD

Tomando como referencia los trabajos de Suárez (1998) y Ambalagan (1992), para la elaboración de un mapa de susceptibilidad deben tenerse en cuenta como mínimo tres factores condicionantes principales:

La pendiente de la ladera. Las características geológicas (litología y geología estructural). La cobertura vegetal y el uso de suelo.


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Cada uno de estos factores se clasifica en diversas categorías, que tendrán diferente influencia (peso) sobre la estabilidad del terreno y por tanto en el grado de susceptibilidad que este puede presentar.

De acuerdo con Suárez (1998), otro aspecto relevante a considerar en el análisis de susceptibilidad a caídos y derrumbes es la ocurrencia previa de estos fenómenos en el área de estudio. La compilación de un inventario de casos, lo más detallado posible, es importante para considerar la componente histórica o de antecedentes de inestabilidad en un territorio determinado.

El inventario permite por un lado fundamentar el proceso de ponderación (elección de los pesos para cada uno de los factores condicionantes) y por otro ajustar y validar la categorización de los valores de susceptibilidad en los mapas resultantes.

EL PROBLEMA DE LAS ESCALAS: REGIONAL Y LOCAL

De acuerdo con la IUGS (1997), Suárez (1998), Herrera (2002) y González et al., (2013), la escala regional se define como aquella menor o igual a 1:100 000. A esta escala es posible construir mapas de estados pequeños como Tlaxcala o Colima. Las escalas entre 1:2000 y 1:15000, de detalle y grande respectivamente (Suárez, 1998), son más adecuadas para los estudios y análisis en el nivel local. A estas escalas es posible cartografiar con mucho mayor detalle diferentes aspectos a nivel municipal.

La diversidad de factores que inciden en la ocurrencia de los procesos de inestabilidad de laderas, así como el hecho de que las dimensiones de las inestabilidades suelen no ser superiores a 1 km en ancho y longitud, son las principales razones por las que los estudios de caracterización de inestabilidades y de construcción de mapas de susceptibilidad y/o peligrosidad pueden ser abordadas con mayor detalle y precisión desde una perspectiva y escala local.

Para estudios de este tipo se desarrollaron herramientas, como el Formato de Estimación de la Amenaza por Deslizamiento de Laderas, integrado en la Guía Básica para la elaboración de Atlas Estatales y Municipales de Peligros y Riesgos (CENAPRED, 2006) (Tabla 1), donde se especifican las categorías consideradas para cada uno de los factores condicionantes de la inestabilidad: factores topográficos e históricos (pendientes, altura, antecedentes); factores geotécnicos (litología y discontinuidades) y factores geomorfológicos y ambientales (cobertura vegetal, uso de suelo, así como aspectos relacionados con el historial de ocurrencia de inestabilidades en el pasado en la misma área. Cada uno de los factores cuenta con diferentes categorías, diferenciadas con un elevado nivel de detalle, para las cuales se propone la asignación de pesos específicos.


7

Tabla 1. Formato para la estimación de la susceptibilidad por inestabilidad de laderas, (CENAPRED, 2006)


8

Tabla 1. Continuación. Formato para la estimación de la susceptibilidad por inestabilidad de laderas, (CENAPRED, 2006)

Sin embargo, se presenta el problema de definir qué áreas de una región o estado son las que presentan mayor probabilidad de desarrollar procesos de inestabilidad de laderas, para priorizar la realización de estudios de detalle y la implementación de acciones de prevención y mitigación.

En este sentido es que se hace necesario contar con un análisis de susceptibilidad a escala regional, para delimitar las zonas con una mayor propensión a la inestabilidad. Para tal efecto, se simplifica el análisis de factores condicionantes, considerando, como mínimo, los básicos o principales citados anteriormente: la pendiente del terreno, como parte del conjunto de factores topográficos; la litología, como parte de los factores geotécnicos y la cobertura vegetal-uso de suelo, como parte del conjunto de factores ambientales. Como se mencionó, es relevante considerar la obtención de un inventario de inestabilidades de la región en estudio, como mínimo de la última década.


9

Las cartografías de estos atributos (litología y cobertura vegetal) a escala regional pueden ser obtenidas de los recursos que diversas instancias nacionales tienen a disposición, como información pública y gratuita, en sus páginas de internet o mediante solicitudes formales. En los siguientes apartados se detallan los pasos a seguir para la obtención y tratamiento de cada uno de los insumos, hasta la obtención del mapa de susceptibilidad.

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A CAÍDOS Y DERRUMBES

El análisis de susceptibilidad a la inestabilidad de caídos de roca y derrumbes se refiere al proceso de valoración cualitativa o cuantitativa de las principales variables que intervienen en la estabilidad o inestabilidad, en este caso de las formaciones rocosas que constituyen una ladera o un talud. Dicha valoración puede realizarse a nivel local mediante la evaluación y/o medición directa de algunas de las características geológicas, geomorfológicas, estructurales y ambientales que definen el grado de estabilidad de una ladera o talud; o bien, regional, mediante el uso de capas de información (mapas temáticos) que pueden ser procesadas mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG´s), previa determinación de valores relativos o pesos específicos de las variables antes mencionadas.

En la actualidad existen varios procedimientos o métodos numéricos que permiten analizar el grado de estabilidad de una ladera constituida por materiales rocosos (Hoek y Brown, 1980; Zanback, 1983; Morán, 1984; Hoek y Shah, 1992, Amini et al., 2015; Melentijevic, 2015). Dichos métodos requieren trabajos de campo, de laboratorio y análisis de gabinete muy refinados, por lo que se hace necesaria la participación de especialistas, además de tiempo y recursos no siempre disponibles en las unidades de Protección Civil. Es por ello que, para fines de este proyecto, se decidió generar un Formato de Evaluación de la Susceptibilidad a Caídos y Derrumbes que permitiera evaluar de una manera rápida y lo más preciso posible, amplias zonas de una región o un territorio, con la finalidad de generar y proveer una herramienta práctica que pueda ser utilizada por los encargados de Protección Civil en su tarea de identificar aquellos sitios críticos, en los que deben implementarse medidas de prevención, como evacuación, estabilización o estudios ingenieriles, que permitan salvaguardar a la población.

El Formato que aquí se presenta tiene como base el Formato de Evaluación de la Susceptibilidad a la Inestabilidad de Laderas, propuesto por Mendoza y Domínguez (2006), modificado con base en el análisis de los casos observados durante el trabajo de campo realizado en los diferentes sitios visitados del estado de Guanajuato (Domínguez et. al, 2018). Para ello, se consideraron las principales variables que influyen en los fenómenos de caídos y derrumbes en formaciones rocosas. En cada caso, se modificó y/o ajustó el intervalo que


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representa la susceptibilidad de cada una de las variables consideradas, y que reflejan la importancia que puede tener cada uno de los factores, intrínsecos o condicionantes, en la posibilidad de que se produzcan caídos o derrumbes en determinados sitios.

Factores topográficos e históricos

El formato fue modificado y adecuado para el caso particular de Caídos de Roca y Derrumbes. Por una parte, se ampliaron o modificaron los intervalos o categorías de inclinación y altura de las laderas o taludes; según las observaciones de campo. Para el caso de la inclinación del terreno, se determinó que el fenómeno es más frecuente en laderas cuyos ángulos de inclinación son mayores a 30º, incrementando el valor de susceptibilidad en rangos de 20. Así pues, se determinó que para el intervalo de 0 a 30 grados la susceptibilidad a la ocurrencia del fenómeno es prácticamente nula, de 30 a 50 media, de 50 a 70 alta y entre 70 y 90 muy alta, Tabla 2.

De manera similar, y con base en casos documentados no sólo en el estado de Guanajuato, se determinó que a partir de los 10 m, la altura de las laderas ya representan un peligro importante para la población, por lo que se definieron intervalos de 0 a 10 m, de 10 a 50 m, de 50 a 100 y más de 100 m como se indica en la Tabla 2. El aspecto de antecedentes no se modificó y se retomaron las categorías del formato original.

Tabla 2. Sección de aspectos topográficos e históricos en el formato de Evaluación de la Susceptibilidad a Caídos y Derrumbes

Factores geológicos y geotécnicos

Otro de los aspectos que cobra gran relevancia para evaluar la susceptibilidad, es el relacionado con el tipo de suelos o rocas y los aspectos estructurales que también juegan un papel preponderante. Para este caso, y de acuerdo con el gran número de casos observados en las visitas de campo en diferentes municipios de Guanajuato, se determinó que los materiales que son más duros

FactorAtributo

relativoObservaciones

2.0

1.8

1.4

0.5

0.6

1.2

1.6

2.0

0.3

0.4

0.6

Menos de 30°

Altura

Indique el valor:

m

Menos de 10 m

Antecedentes de

deslizamientos en el

sitio, área o región

No se sabeReseñas verosímiles de

lugareños.Algunos someros

10 a 50 m

50 a 100 m

Más de 100 m

Desnivel entre la corona y el

valle o fondo de la cañada.

Úsese nivelaciones, planos o

cartas topográficas. Niveles

dudosos con GPS.

FACTORES TOPOGRÁFICOS E HISTORICOS.

Intervalos o categorías

Inclinación de los taludes

Indique el valor:

o

70 a 90°

Estimar el valor medio. Úsese

clinómetro.

50º a 70°

30º a 50°

Sí, incluso con fechas

Calificación

a) b) c)


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o resistentes son también los más susceptibles a la ocurrencia de caídos y/o derrumbes; mientras que los más blandos o suaves, son menos propensos a este fenómeno. Por otra parte, la presencia de fallas y fracturas también fue modificada, tanto en los rangos, como en los valores de susceptibilidad adoptados. En la siguiente Tabla 3 se indican los valores y los rangos adoptados, según lo discutido anteriormente. Un aspecto importante que se incluyó en este y el anterior apartado, fue el “espacio en blanco” para que los usuarios incluyan los valores reales determinados en campo, lo cual deja constancia del intervalo seleccionado.

Tabla 3 . Sección de aspectos geológicos y geotécnicos en el formato de Evaluación de la Susceptibilidad a Caídos y Derrumbes

Factores geomorfológicos y ambientales

Para el caso de Evidencias geomorfológicas de huecos en laderas contiguas (Tabla 4), se dejaron los mismos conceptos y valores, mientras que para la Vegetación y uso de la tierra, se determinó que las zonas más propensas a la ocurrencia de caídos y derrumbes, son aquellas que tienen una vegetación intensa, en tanto que las zonas que han sido deforestadas (a diferencia de lo que ocurre con el Formato de Estimación de la Susceptibilidad a Deslizamiento

1.0 a 1.5Multiplicar por 1.3 si está

agrietado.

0.5 a 0.8

1.0 a 2.0

1.5 a 2.0

Menos de 5 m 1.8

5 a 10 m 1.4

10 a 15 m 1.0

15 a 20 m 0.5

Menos de 15°0.3

15 a 35° 0.6

Más de 35° 0.9

Más de 10 0.3

0° a 10° 0.5

0° 0.7

0° a -10° 0.8

Más de -10º 1.0

Más de 30° 0.2

10° a 30° 0.3

Menos de 10° 0.5

Aspectos estructurales

en formaciones rocosas

Echado de la

discontinuidad. Indi-

que el valor: o

Considérense planos de

contacto entre formaciones,

grietas, juntas y planos de

debilidad. Ver f igura 5.8.

Ángulo entre el

rumbo de las

discontinuidades y

el rumbo de la

dirección del talud.

Indique el valor: o

Considerar la dirección de

las discontinuidades más

representativas.

Espesor de la capa

de suelo. Indique el

valor: m

Revísense cortes y cañadas;

o bien, recúrrase a

exploración manual.

Ángulo entre el

echado de las

discontinuidades y

la inclinación del

talud.

Indique el valor: o

Ángulo diferencial positivo si

el echado es mayor que la

inclinación del talud. Ver

f igura 5.9.

Suelos duros o competentes

(cementados) que forman bloques.

Rocas metamórficas (pizarras y

esquistos) de poco a muy

intemperizadas.

Rocas sedimentarias (lutitas,

areniscas, conglomerados, etc.)

Rocas ígneas sanas (granito, basalto,

riolita, etc.).

FACTORES GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS

Tipo de suelos o rocas

Indique el tipo:

m

o

o

o


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de Laderas) se consideran menos susceptibles al fenómeno. Para el rubro de Régimen del agua en la ladera no se consideró necesario hacer cambios, ya que el agua juega el mismo papel en los procesos de inestabilidad.

Tabla 4. Sección de aspectos geomorfológicos y ambientales en el formato de Evaluación de la Susceptibilidad a Caídos y Derrumbes

Finalmente, la suma de cada uno de los rubros a evaluar, da como resultado un valor global que, al contrastarlo con los intervalos de la Tabla 5, permite definir el grado de susceptibilidad o propensión a la ocurrencia de caídos y/o derrumbes, de un sitio determinado. Es así como se califica el grado de influencia relativa que los factores citados tienen en la ocurrencia de caídos o derrumbes. Para casos, específicos o diferentes al estado de Guanajuato, podrán adoptarse valores intermedios a los señalados, según la experiencia que se tenga en cada zona o región.

En la Tabla 5 se distinguen cinco niveles de susceptibilidad, desde el muy bajo hasta el muy alto. Esta metodología puede considerarse como la base para la generación del mapeo regional de la susceptibilidad a caídos y/o derrumbes, zonificando las áreas del terreno con igual o semejante potencial de inestabilidad, en combinación con un SIG.

Tabla 5. Tabla global para la estimación de la Susceptibilidad a Caídos y Derrumbes

Es claro que la asignación de valores a cada rubro requiere el concurso preferentemente de un ingeniero civil o un geólogo, con especialidad en geotecnia. Una vez integrados todos los rubros a evaluar, se tendría un formato global, como el que se muestra a continuación.

0.0

0.5

1.0

2.0

0.5

2.0

1.2

2.0

0.0

1.0

0.0

1.0

FACTORES GEOMORFOLÓGICOS Y AMBIENTALES

Detectar posibles

emanaciones de agua en el

talud.

Considérese no sólo la

ladera, sino también la

plataforma en la cima.

Evidencias

geomorfológicas de

“huecos” en laderas

contiguas

Inexistentes

Volúmenes moderados

Grandes volúmenes faltantes

Zona urbana

Cultivos anuales

Vegetación moderada

Área deforestada

Vegetación intensa

Formas de conchas o de

embudo (f lujos).

Régimen del agua en la

ladera

Nivel freático superficial

Nivel freático inexistente

Zanjas o depresiones donde se

acumule agua en la ladera o la

plataforma

Rocas con raices en sus fracturas

Vegetación y uso de la

tierra

Grado

5

4

3

2

1

Susceptibilidad moderada

Susceptibilidad baja

Susceptibilidad muy baja

7 a 8.5

5 a 7

Menos de 5

Estimación del grado de susceptibilidad a caídos y/o derrumbes

Suma de las calificaciones

Más de 10

8.5 a 10

Descripción

Susceptibilidad muy alta

Susceptibilidad alta


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Tabla 6. Formato global para la estimación de la Susceptibilidad a Caídos y Derrumbes

Sitio:

Ubicación:

Fecha:

Realizó:

Revisó:

Longitud (E) X: b:

Coordenadas GPS Latitud (N) Y:

Z (msnm):

FactorAtributo

relativoObservaciones

2.0

1.8

1.4

0.5

0.6

1.2

1.6

2.0

0.3

0.4

0.6

1.0 a 1.5Multiplicar por 1.3 si está

agrietado.

0.5 a 0.8

1.0 a 2.0

1.5 a 2.0

Menos de 5 m 1.8

5 a 10 m 1.4

10 a 15 m 1.0

15 a 20 m 0.5

Menos de 15°0.3

15 a 35° 0.6

Más de 35° 0.9

Más de 10 0.3

0° a 10° 0.5

0° 0.7

0° a -10° 0.8

Más de -10º 1.0

Más de 30° 0.2

10° a 30° 0.3

Menos de 10° 0.5

0.0

0.5

1.0

2.0

0.5

2.0

1.2

2.0

0.0

1.0

0.0

1.0

SUMATORIA

Menos de 30°

Altura

Indique el valor:

m

Menos de 10 m

a:

SECRETARÍA DE GOBERNACIÓN

CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES

DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN

FORMATO DE ESTIMACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A CAÍDOS Y DESPRENDIMIENTOS

Aspectos estructurales

en formaciones rocosas

Echado de la

discontinuidad. Indi-

que el valor: o

Considérense planos de

contacto entre formaciones,

grietas, juntas y planos de

debilidad. Ver f igura 5.8.

Ángulo entre el

rumbo de las

discontinuidades y

el rumbo de la

dirección del talud.

Indique el valor: o

Considerar la dirección de

las discontinuidades más

representativas.

Espesor de la capa

de suelo. Indique el

valor: m

Revísense cortes y cañadas;

o bien, recúrrase a

exploración manual.

Ángulo entre el

echado de las

discontinuidades y

la inclinación del

talud.

Indique el valor: o

Ángulo diferencial positivo si

el echado es mayor que la

inclinación del talud. Ver

f igura 5.9.

Suelos duros o competentes

(cementados) que forman bloques.

Rocas metamórficas (pizarras y

esquistos) de poco a muy

intemperizadas.

Rocas sedimentarias (lutitas,

areniscas, conglomerados, etc.)

Rocas ígneas sanas (granito, basalto,

riolita, etc.).

Antecedentes de

deslizamientos en el

sitio, área o región

No se sabeReseñas verosímiles de

lugareños.Algunos someros

10 a 50 m

50 a 100 m

Más de 100 m

Desnivel entre la corona y el

valle o fondo de la cañada.

Úsese nivelaciones, planos o

cartas topográficas. Niveles

dudosos con GPS.

FACTORES GEOMORFOLÓGICOS Y AMBIENTALES

FACTORES TOPOGRÁFICOS E HISTORICOS.

Intervalos o categorías

Inclinación de los taludes

Indique el valor:

o

70 a 90°

Estimar el valor medio. Úsese

clinómetro.

50º a 70°

30º a 50°

Sí, incluso con fechas

Detectar posibles

emanaciones de agua en el

talud.

Considérese no sólo la

ladera, sino también la

plataforma en la cima.

Evidencias

geomorfológicas de

“huecos” en laderas

contiguas

Inexistentes

Volúmenes moderados

Grandes volúmenes faltantes

Zona urbana

Cultivos anuales

Vegetación moderada

Área deforestada

Vegetación intensa

Formas de conchas o de

embudo (f lujos).

Régimen del agua en la

ladera

Nivel freático superficial

Nivel freático inexistente

Zanjas o depresiones donde se

acumule agua en la ladera o la

plataforma

Calificación

FACTORES GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS

Tipo de suelos o rocas

Indique el tipo:

Rocas con raices en sus fracturas

Vegetación y uso de la

tierra

c:

SUBDIRECCIÓN DE DINÁMICA DE SUELOS Y PROCESOS GRAVITACIONALES

a) b) c)


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SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG), son sistemas que permiten integrar, categorizar y analizar la Tierra y otra información georreferenciada con el objetivo de visualizar espacialmente los datos obtenidos en trabajo de campo de manera gráfica en un mapa (Bosque, 1992; Bracken & Webster, 1990; Carrara et. al, 1995; Luzi et. al, 1996 y Wu et. al, 2000, ESRIweb).

La manera en la que los SIG integran esta información es a través de capas de atributos o coberturas de datos que se van superponiendo unas a otras según la información que se requiera (Fig. 1). De la integración por superposición de estas informaciones se obtiene un mapa temático, es decir, la representación gráfica de un tema específico (p.ej. mapas de densidad de población, de flujos migratorios, de distribución de escuelas, etc.).

Fig. 1 Sobreposición de capas de información en un Sistema de Información Geográfica,

USGS, 2016


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En la actualidad, los SIG son utilizados en una gran variedad de aplicaciones, debido a que permiten elaborar cartografía temática y bases de datos sobre cualquier aspecto ambiental y socioeconómico de la superficie terrestre que a diferencia de otros sistemas de información dispone de información tanto espacial como temática, configurando de esta manera una base de datos geográfica especializada. Las principales ventajas de los SIG son:

Capacidad de almacenamiento. Almacenamiento y presentación de los datos de manera independiente. Visualización gráfica y georreferenciada en mapas. Posibilidad de manejo de la información de forma sencilla, ya sea para la

elaboración de las investigaciones o en su defecto para la actualización de la información.

Los softwares que han sido más utilizados en la actualidad son: ArcGIS, QGIS, IDRISI, ILWIS, GRASS, INTERGRAPH y ERDAS (Carrara et. al, 1995; Wu et. al, 2000 y Almaguer, 2005). Para el caso de la presente metodología se utilizó ArcGIS 10.2.

Los SIG tienen dos tipos de formatos (Vicente y Behm, 2008): Formato Vectorial: utiliza coordenadas para representar las

características geográficas en forma de puntos, líneas y polígonos (Fig. 2).

Fig. 2 Ejemplo de formato vectorial

Formato Ráster: trabaja con celdas (pixeles) de igual tamaño que poseen un valor determinado (Fig. 3).


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Fig. 3 Ejemplo de formato ráster obtenido a partir de un formato vectorial

MODELOS DIGITALES DE ELEVACIÓN

Un Modelo Digital de Elevación (MDE) implica una representación de las elevaciones del terreno mediante valores numéricos (Bosque, 1992). Generalmente esta representación es una forma simplificada de la geometría de la superficie del terreno basada en la interpolación de los datos de curvas de nivel. Consiste en una serie de puntos con coordenadas conocidas referenciadas a un sistema de coordenadas bidimensionales a las que se les asocia un valor de elevación.

En otras palabras, un MDE es un grupo de valores que representa puntos sobre la superficie del terreno cuya ubicación geográfica está definida por coordenadas “X” y “Y” a las que se les agrega un valor de “Z” que corresponde a la elevación (Fig. 4). Se ha convenido que los puntos deben estar espaciados y distribuidos de modo regular, de acuerdo con un patrón que corresponde a una cuadrícula o malla.

Para el caso de que las “celdas” de una cuadrícula Raster se les asignen los valores correspondientes a los intervalos de alturas diferenciados por gamas, ya sea de tonos de gris o de colores, la presentación gráfica puede ser en dos o tres dimensiones.

La resolución espacial se define como el tamaño de la unidad mínima de información y define al píxel, el cual es la representación gráfica mínima en la pantalla de una computadora (CENAPRED, 2006 B).

El MDE es la capa de información de base sobre la cual se sobrepondrán las otras capas de información disponibles para el análisis de susceptibilidad.


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Fig. 4 Ejemplo de Modelo Digital de Elevación (Suárez, 1998)

Una forma de obtener un MDE para un área de estudio determinada es a través del Continuo de Elevaciones Mexicano 3.0 (CEM 3.0) del INEGI, producto que representa las elevaciones del territorio continental mexicano, mediante valores que indican puntos sobre la superficie del terreno, cuya ubicación geográfica se encuentra definida por coordenadas (X, Y) a las que se le integran valores que representan las elevaciones (Z).

Para descargar, seleccione por cobertura geográfica y posteriormente el área geográfica que se requiera a la resolución que se necesite en metros (Fig. 5). Al descargar se obtiene un archivo “.ZIP” el cual contiene varios archivos con varias extensiones, es importante señalar que se deben de descomprimir estos archivos para poder utilizarlos.

Fig. 5 Descarga de Modelos Digitales de Elevación (MDE) de la página electrónica del INEGI (www.inegi.org.mx)


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Del conjunto de archivos descomprimidos debe “arrastrarse” el archivo que tiene la extensión “BIL” con el botón derecho del mouse al ArcMap, o también se puede abrir en el ArcMap haciendo clic en “Añadir Datos”. Es importante hacer clic con el botón derecho en la capa correspondiente, se abre un menú en el cual se debe seleccionar la opción “Datos” y “Exportar Datos” y ponerlo en formato “GRID” (Cuadrícula).

Es necesario además modificar el sistema de proyección y sistema de coordenadas del grid que hemos elaborado. Nuevamente, se debe hacer clic con el botón derecho del mouse sobre la capa y en la opción “Propiedades” del menú, modificar el sistema de coordenadas a “CCL” (Conforme Cónica de Lambert) y con datum ITRF 92. El “datum” es un modelo matemático cuya función es representar la forma de la Tierra en una región determinada. El “datum” define el origen y la orientación de las líneas de latitud y longitud (Vicente y Behm, 2008). El mapa que se obtiene una vez seguido este procedimiento es el que se muestra en la Fig. 6.

Fig. 6 Modelo Digital de Elevación (MDE) de la República Mexicana


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ELABORACIÓN DEL MAPA DE PENDIENTES

La pendiente se puede definir como la relación que existe entre el desnivel y la distancia horizontal entre un punto y otro, se expresa en porcentaje o en grados (Valencia, 1987). El mapa de pendientes representa por medio de una gama de colores, diferentes rangos de pendiente en una zona determinada. Se basa en la búsqueda de valores medios de pendiente, a base de contar las intersecciones de las curvas de nivel con líneas rectas de longitud conocida, por ejemplo los lados de un cuadrado.

En el ArcMap se obtiene el mapa de pendientes reclasificando el Modelo Digital de Elevación (MDE), con las herramientas de “3d Analyst” ► “Reclasificación Raster” ► “Reclasificar”. Para tal efecto se recomienda utilizar como base los intervalos y los valores relativos (Tabla 7) que se indicaron anteriormente para el caso de caídos y derrumbes. Los valores más elevados de pendiente tendrán una mayor aportación a la susceptibilidad de una ladera a presentar inestabilidad (valores relativos de susceptibilidad).

Tabla 7. Intervalos o categorías de pendiente y sus correspondientes valores relativos de susceptibilidad propuestas para el caso de caídos y derrumbes

INTERVALOS VALOR DE SUSCEPTIBILIDAD RELATIVO 70° a 90° 2.0 50° a 70° 1.8 30° a 50° 1.4

Menos de 30° 0.5 Es muy importante considerar la resolución del MDE que se utiliza para la obtención del mapa de pendientes. Se elaboró el mapa (Fig. 7), a partir del MDE obtenido de la página electrónica del INEGI con resolución de 15 metros (cada píxel representa una distancia de 15 metros de lado).

OBTENCIÓN DEL MAPA GEOLÓGICO

Para el análisis de susceptibilidad por caídos y derrumbes, es muy importante la evaluación del comportamiento relativo de cada formación geológica (litología), tomando en cuenta las propiedades físicas y de resistencia de los materiales, así como la disposición estratigráfica y las estructuras geológicas y discontinuidades presentes (Suárez, 1998 y González de Vallejo, 2002).

Una vez que se han identificado las principales características geológicas, es necesario contar con un mapa geológico en formato “shape”. En este caso se cuenta con el mapa geológico de vectores a escala 1:250 000 del INEGI del año 2005, que debe solicitarse formalmente a dicha institución (Fig. 8).


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Fig. 7 Mapa de pendientes obtenido a partir del Modelo Digital de Elevación (MDE) que se

descargó de la página electrónica del INEGI

Fig. 8 Mapa geológico de la República Mexicana a escala 1:250 000 del INEGI del año 2005


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Posteriormente, el mapa debe ser transformado al formato “raster” para su utilización. La manera de hacerlo es por medio del menú de ArcMap “Herramienta de administración de datos” ► “Proyecciones y trasformaciones” ► “Raster” ► “Proyectar raster”.

OBTENCIÓN DEL MAPA DE VEGETACIÓN Y USO DE SUELO

La cobertura vegetal en una ladera es considerada por lo general como un elemento de estabilidad, ya que la presencia de arbustos y árboles disminuye el impacto de los procesos erosivos sobre el terreno, como lluvias intensas.

Sin embargo, en el caso de caídos y derrumbes, la presencia de vegetación incide de manera contraria en la inestabilidad, ya que las raíces de los árboles y arbustos tienen un efecto de “cuña” en las grietas de las rocas, lo cual es un factor que incrementa su susceptibilidad.

Por otra parte, el asentamiento de poblaciones y en general la acción antropogénica, también favorece la susceptibilidad a caídos de roca, debido a sobrecargas en el terreno, mala ejecución de cortes, mala canalización del agua pluvial y de descargas domésticas, etc. En la Tabla 8, se muestran los intervalos o categorías de vegetación y uso de suelo, con sus respectivos valores o atributos relativos de susceptibilidad, que se utilizaron para el análisis de caídos y derrumbes.

Tabla 8. Intervalos o categorías de vegetación y uso de suelo y sus correspondientes valores relativos de susceptibilidad propuestos para el caso de caídos y derrumbes

INTERVALOS O CATEGORÍAS

VALOR DE SUSCEPTIBILIDAD RELATIVO

Zona urbana 2.0 Cultivos anuales 0.5

Vegetación intensa 2.0 Vegetación moderada 1.2

Rocas con raíces en sus fracturas 2.0

Área deforestada 0.0 Para llevar a cabo un análisis de la densidad forestal, es posible obtener información en la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR), a través de una solicitud formal, esta institución proporcionó un modelo cartográfico de la distribución de la densidad del arbolado por hectárea, elaborado a partir de datos de campo para el segundo ciclo de muestreo del Inventario Nacional Forestal y de Suelos (2009-2014), en formato shapefile, el cual posteriormente fue convertido al formato raster.


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Además, se obtuvo información de zonas agrícolas y urbanas, que corresponden a lo indicado en la carta de uso de suelo y vegetación escala 1:250 000 del INEGI ((https://www.inegi.org.mx/temas/usosuelo/). La información de uso de suelo fue descargada en formato vector.

Los mapas de la CONAFOR y del INEGI se sumaron para la obtención del mapa de vegetación y uso de suelo (Fig. 9). El criterio que se estableció para determinar zonas deforestadas, de vegetación moderada y de vegetación intensa, fue dependiendo de la densidad de arbolado por hectárea, según se indica en la Tabla 9.

Fig. 9 Mapa de vegetación y uso de suelo de la República Mexicana

Tabla 9. Clasificación de la vegetación dependiendo de la densidad de arbolado

DENSIDAD DE ARBOLADO POR

HECTÁREA CLASIFICACIÓN DE LA VEGETACIÓN

5 a 25 Deforestada 25 a 570 Moderada

570 a 1421 Vegetación intensa


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OBTENCIÓN DEL MAPA DE DENSIDAD DE FALLAS Y FRACTURAS

El mapa de fallas y fracturas de la República Mexicana se descargó de la página del INEGI (https://www.inegi.org.mx/temas/geologia/) y se encuentra en formato shape (Fig. 10) a una escala de 1: 1, 000,000.

Fig. 10 Mapa de fallas y fracturas de la República Mexicana

Posteriormente se construyó una malla (retícula) de un kilómetro por un kilómetro con cobertura de todo el país con la herramienta “Create Fishnet”, luego se creó un “Intersect” dentro de la herramienta “Geoprocessing” con las capas previamente generadas de la malla y de las fallas y fracturas.

En cada uno de los cuadros de la retícula se va a llevar a cabo la suma de las longitudes de las estructuras presentes (Fig. 11), la cual estará definida por la expresión:

D1=L11+L12+L13+L1n/1 km²

D2=L21+L22+L23+L2n/1 km²

D3=L31+L32+L33+L3n/1 km²

.

.

Dn=Ln1+Ln2+Ln3+Lnk/1 km²


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Fig. 11 Ejemplo de fallas y fracturas (en color rojo) que atraviesan una malla hipotética con

cuadros de un km por un km

En el siguiente paso con la herramienta “Dissolve” se aplica el resultado del proceso anterior al “Intersect” en el campo “Fid_malla”.

Se genera un campo nuevo dentro de la misma capa con el nombre <Long> y con el tipo <Doble> y se generara el cálculo de la longitud de cada falla o fractura dentro de cada uno de los cuadros de la retícula. Para finalizar el proceso se requiere recortar la <malla> con la herramienta “Clip” utilizando la capa del “área de estudio”, es decir de toda la República Mexicana.

De esta forma se obtiene un mapa de densidad de fallas y fracturas (Fig. 12), el cual representa la sumatoria en kilómetros de la longitud de fallas y fracturas en cada uno de los cuadros en que se dividió al país, el valor máximo es de 3.577 km.

Fig. 12 Mapa de densidad de fallas y fracturas de la República Mexicana


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PONDERACIÓN DE LOS VALORES DE SUSCEPTIBILIDAD RELATIVA DE CADA FACTOR CONDICIONANTE

Si se cuenta con información de casos documentados, es posible asignar a cada uno de los factores condicionantes un valor de susceptibilidad relativa, que permita la suma de los mapas mediante Sistemas de Información Geográfica para cuantificar la propensión de una región determinada a presentar fenómenos de inestabilidad de laderas, en este caso, la ocurrencia de caídos y derrumbes. A este proceso de asignación de la importancia o contribución que cada factor tendrá en el análisis de susceptibilidad final se denomina ponderación o asignación de pesos relativos.

El análisis de susceptibilidad al nivel regional considera los factores de pendiente, litología, densidad de fallas y fracturas y de densidad forestal-uso de suelo como fundamentales. Se puede asignar a cada factor un peso igual, del 25%, pero se corre el riesgo de subestimar la importancia de alguno de ellos. Para cada región o área de estudio se recomienda sustentar el proceso de ponderación en el análisis de casos de inestabilidad identificado en el inventario de casos documentados.

Se procedió a asignar valores de susceptibilidad relativa a cada una de las categorías de los factores topográficos e históricos, geológicos y geotécnicos, además de geomorfológicos y ambientales, contemplados en el Formato para la estimación de la Susceptibilidad a Caídos y Derrumbes.

Se aplicó dicho formato a 49 casos de apoyo al SINAPROC, documentados por personal del CENAPRED entre los años 2010 y 2018, con el objetivo de considerar los pesos específicos en porcentaje de los diferentes factores que intervienen en el fenómeno (Tabla 10).

Como resultado, se obtuvieron los siguientes porcentajes:

Factores Topográficos e Históricos (Pendiente) 31% Tipo de suelos o rocas (Litología) 28% Aspectos estructurales (Densidad de fallas) 16% Vegetación y Uso de Suelo 25%

Los cuáles serán de utilidad al momento de realizar las sumas de los diferentes mapas involucrados en el análisis de susceptibilidad a caídos de roca y derrumbes.


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Tabla 10. Formato utilizado para la evaluación de la susceptibilidad por caídos de roca y derrumbes,, el cual se aplicó a cada uno de los 49 casos del inventario hecho a partir de

casos documentados por el CENAPRED


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Tabla 10. (continuación) Formato utilizado para la evaluación de la susceptibilidad por caídos de roca y derrumbes,, el cual se aplicó a cada uno de los 49 casos del inventario

hecho a partir de casos documentados por el CENAPRED

RECLASIFICACIÓN DE ATRIBUTOS DE LOS MAPAS DE CADA FACTOR CONDICIONANTE

El proceso de reclasificación de atributos en las cartografías de los factores condicionantes (pendientes, litología, fallas-fracturas y vegetación-uso de suelo) consiste en asignar, a través del SIG, los valores de susceptibilidad relativa para cada categoría a los diferentes polígonos representados en los mapas.

La reclasificación se realiza con la herramienta “Arctoolbox” ► “3dAnalyst” ► “Reclasificación Raster” ► “Reclasificar”. Esta acción debe realizarse con los cuatro mapas de los que disponemos: pendientes, litología, densidad de fallas y fracturas y vegetación y uso de suelo.


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En el ArcMap el mapa de pendientes se obtiene reclasificando a partir del Modelo Digital de Elevación (MDE) de INEGI a 15m (Fig. 13). Para tal efecto se recomienda utilizar como base los intervalos y los valores relativos (Tabla 11). Los valores más elevados de pendiente tendrán una mayor aportación a la susceptibilidad de una ladera a presentar caídos.

Tabla 11. Intervalos o categorías de pendiente y sus correspondientes valores relativos de susceptibilidad y de reclasificación al 31%

Pendiente en grados Susceptibilidad Valores de reclasificación al 31%

70 - 90° 2.0 31

50 - 70° 1.8 28

30 - 50° 1.4 22

0 - 30° 0.5 8

Fig. 13 Reclasificación del mapa de pendientes de la República Mexicana en función de valores de susceptibilidad relativos dados a las diferentes categorías de inclinación del

terreno

En el caso de la susceptibilidad geológica por caídos, se dividieron los valores relativos de 44% en dos, un 28% para la litología y el 16% restante para la densidad de fallas y fracturas.

Para el caso de la litología por ejemplo, se consideró buscar información sobre la resistencia de las formaciones rocosas a la compresión simple, propiedad que


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da idea del grado de estabilidad de un material determinado. Una mayor resistencia a la compresión simple se interpreta como una menor propensión a la inestabilidad y por tanto una menor susceptibilidad. Para cada tipo de litología particular, se buscaron los rangos de valores de resistencia a la compresión simple en kilopounds sobre centímetro cuadrado (kp/cm²), tomados de González de Vallejo (2002).

En la Tabla 12 se detallan los valores medios de resistencia a la compresión simple. Estos representan las condiciones de fuerte intemperización para cada una de las litologías y se consideraron debido a que para el análisis de susceptibilidad es importante tomar en cuenta el grado de alteración de las rocas. A partir de estos valores (transformados a porcentaje) se determinaron valores de susceptibilidad relativa para cada tipo de litología, tomando en cuenta la relación inversa que existe con la susceptibilidad (Fig. 14). En la Tabla 13 se presenta el resumen de los valores de susceptibilidad relativa para las cinco grandes categorías del factor litológico.

La reclasificación de la litología se hizo a partir de la Tabla de Atributos del Shape al 28%. Posteriormente, el mapa debe ser transformado al formato Raster para poder usarlo en el álgebra de mapas. La manera de acceder a la herramienta es a través de menú Arc ToolBox ► Data Management Tools ► Projections and Tramsformations ► Raster ► Project Raster.

Fig. 14 Reclasificación del mapa litológico de la República Mexicana, obtenido a partir de

valores de susceptibilidad relativos dados a la geología existente, tomados del Mapa Geológico de la República Mexicana a escala 1:250 000 del INEGI.


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Tabla 12. Modificación al cuadro 3.6 del libro “Ingeniería Geológica” de González de Vallejo (2002), en el cual se presentan valores medios de resistencia a la compresión simple, porcentajes de resistencia a la compresión simple, de los cuales el complemento se

interpretó como porcentaje de susceptibilidad relativo el cual fue ajustado al 28% de peso en el análisis.

Para reclasificar el mapa de densidad de fallas y fracturas se ajustó el valor máximo obtenido en el análisis de 3.577 al 16% de peso en la ponderación. El mapa resultante es el que se muestra en la Fig. 15.

Litología Resistencia a la compresión simple (𝐤𝐩 𝐜𝐦𝟐⁄ )

Porcentaje de Resistencia a la compresión simple

Porcentaje de susceptibilidad

Porcentaje de susceptibilidad ajustado al 28 % del análisis

Andesita 2900 90.62 % 90.62 % 25.37 %

Anfibolita 2800 87.5 % 87.5 % 24.5 %

Anhidrita 900 28.12 % 28.12 % 7.87 %

Arenisca 1100 34.37 % 34.37 % 9.62 %

Basalto 2300 71.87 % 71.87 % 20.12 %

Caliza 1500 46.87 % 46.87 % 13.12 %

Cuarcita 2700 84.37 % 84.37 % 23.62 %

Diabasa 3100 96.87 % 96.87 % 27.12 %

Diorita 2200 68.75 % 68.75 % 19.25 %

Dolerita 2600 81.25 % 81.25 % 22.75 %

Dolomía 1400 43.75 % 43.75 % 12.25 %

Esquisto 500 15.62 % 15.62 % 4.37 %

Gabro 2500 78.12 % 78.12 % 21.87 %

Gneiss 1400 43.75 % 43.75 % 12.25 %

Granito 2000 62.5 % 62.5 % 17.5 %

Grauvaca 1300 40.62 % 40.62 % 11.37 %

Limolita 1600 50.0 % 50.0 % 14.0 %

Lutita 300 9.37 % 9.37 % 2.62 %

Marga 600 18.75 % 18.75 % 5.25 %

Mármol 1700 53.12 % 53.12 % 14.87 %

Pizarra 1100 34.37 % 34.37 % 9.62 %

Sal 120 3.75% 3.75% 1.05 %

Toba 300 9.37 % 9.37 % 2.62 %

Yeso 250 7.81 % 7.81 % 2.18 %


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Finalmente, el mapa de vegetación y uso de suelo se reclasificó al 25%, de acuerdo con los valores que se presentan en la Tabla 14. El mapa final reclasificado se presenta en la Fig. 16.

Tabla 13. Valores de susceptibilidad obtenidos a partir de valores medios de resistencia a la compresión simple, para los cinco grandes grupos de litologías existentes en la República

Mexicana

Litología general

Litología particular

Valores máximos de

susceptibilidad ajustados al 28 % del análisis

Litología general

Litología particular

Valores máximos de

susceptibilidad ajustados al 28 % del análisis

Rocas ígneas

extrusivas

Andesita 25 %

Rocas sedimentarias

Arenisca 10 %

Andesita - Brecha volcánica intermedia 25 %

Arenisca - Conglomerado 10 %

Andesita - Toba intermedia 25 % Arenisca - Yeso 10 %

Arenisca - Toba intermedia

10 % Brecha sedimentaria 13 %

Basalto 20 % Caliche 14 %

Brecha volcánica 21 % Caliza 13 %

Dacita 19 % Caliza - Lutita 13 %

Dacita - Toba ácida 16 % Caliza - Lutita - Arenisca

13 %

Riolita 18 % Caliza - Yeso 13 %

Riolita - Toba ácida 15 % Conglomerado 11 %

Toba ácida 3 % Limolita - Arenisca 12 %

Toba intermedia 3 % Lutita - Arenisca 3 %

Toba intermedia - Brecha volcánica 3 % Lutita - Arenisca -

Conglomerado 3 %

Volcanoclástico 3 % Travertino 11 %

Rocas ígneas

intrusivas

Diorita 19 % Yeso 2 %

Gabro 22 %

Rocas metamórficas

Complejo Ultrabásico 23 %

Granito 18 % Esquisto 4 %

Granito - Granodiorita

18 % Esquisto - Gneiss 4 %

Granodiorita 18 % Gneiss 12 %

Monzonita 19 % Mármol 15 %

Pórfido andesitico y traquítico

26 % Metasedimentaria 8 %

Sienita 18 % Metavolcánica 4 %

Tonalita 18 % Skarn 6 %

Otros

Aluvial 0 %

Lacustre 0 %

Litoral 0 %

N/A 0 %


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Fig. 15 Reclasificación al 16% del mapa de densidad de fallas y fracturas para la República

Mexicana

Tabla 14. Intervalos o categorías de vegetación y uso de suelo y sus correspondientes valores relativos de susceptibilidad y de reclasificación al 25% propuestos para el caso de

caídos y derrumbes

INTERVALOS O CATEGORÍAS

VALOR DE SUSCEPTIBILIDAD

RELATIVO

RECLASIFICACIÓN AL 25%

Zona urbana 2.0 25% Cultivos anuales 0.5 6%

Vegetación intensa 2.0 25% Vegetación moderada 1.2 15%

Rocas con raíces en sus fracturas

2.0 25%

Área deforestada 0.0 0%


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Fig. 16 Reclasificación al 25% del mapa de vegetación y uso de suelo para la República Mexicana

ELABORACIÓN DEL MAPA DE SUSCEPTIBILIDAD: SUMA ARITMÉTICA DE LAS CAPAS DE INFORMACIÓN

Una vez que han reclasificado cada una de las capas de información relativas a los factores condicionantes (pendiente, litología, geología estructural y uso de suelo-vegetación) se procede a realizar la suma aritmética de los mapas, considerando los porcentajes o valores de susceptibilidad relativos definidos para cada uno de ellos. La suma se realiza empleando “ArcToolbox” ► “Spatial Analyst Tools” ► “Matemática” ► “Suma”.

El último paso para la obtención del mapa de susceptibilidad por caídos es la reclasificación de los valores de susceptibilidad relativa obtenidos en el mapa resultante de la suma de las diferentes capas de información, en las categorías de susceptibilidad deseadas. La suma final en porcentajes sería:

Pendientes + Litología + Densidad de Fallas y Fracturas + Vegetación y uso de suelo

31% + 28% + 16% + 25%


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La suma también se puede realizar con la herramienta Calculadora Raster, que se encuentra en Arc ToolBox ► Spatial Analyst Tools ► Raster Calculator. En la Fig. 17 se muestra el mapa resultante. Cabe señalar que dado el tamaño de las capas de información, los procesamientos llegaban a tardar de varias horas a algunos días.

Fig. 17 Mapa resultante de la suma aritmética de todas las capas de información,

mostrando los intervalos de los porcentajes de susceptibilidad resultantes

Finalmente, al mapa resultante, se le sobrepuso una capa de información con zonas de pendiente entre 0° y 6°, a fin de eliminar inconsistencias como en el caso de la península de Yucatán, es decir una zona relativamente plana, donde los valores de susceptibilidad son muy bajos en general (Fig. 18).

Las categorías de susceptibilidad más comúnmente usadas en estudios de este tipo son: baja, moderada, alta y muy alta, las cuales se representan en una gama de colores del verde al rojo.


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Fig. 18 Mapa de susceptibilidad a caídos y derrumbes para la República Mexicana, al cual se

le sobrepuso una capa con valores de pendiente entre 0° y 6°

ELABORACIÓN DEL MAPA INVENTARIO POR CAÍDOS DE ROCA Y DERRUMBES

Con el fin de verificar el mapa resultante, se elaboró una capa de 28 casos documentados por el CENAPRED de 2001 a 2017 (Tabla 15), la sobreposición de estas capas de información se muestra en la Fig. 19.

Fig. 19 Mapa de susceptibilidad a caídos y derrumbes para la República Mexicana, al cual se

le sobrepuso una capa de 28 casos documentados por el CENAPRED entre 2001 y 2017


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Tabla 15. Casos documentados por el CENAPRED entre 2001 y 2017

En general, los datos documentados se encuentran concentrados hacia la parte central del país, en general se encontró concordancia con el mapa, se encontró que el 16% de los casos se encuentran en zonas de susceptibilidad media, el 46% en susceptibilidad alta y el 38% en susceptibilidad muy alta.

COMENTARIOS FINALES Y CONCLUSIONES

En términos generales, se puede decir que el mapa obtenido de susceptibilidad a caídos y derrumbes es congruente con la información geológica, de pendientes y de vegetación y uso de suelo utilizados. Es importante resaltar la contribución de las variables geológicas (litología y densidad de fallas y fracturas) en el análisis con un 44%.

El procesamiento de la información en general se tornó difícil, ya que las capas a nivel nacional son bastante pesadas y los procesos tardaron varias horas e incluso días, no siempre siendo exitosos. Sin embargo se recomienda realizar el análisis a nivel nacional, no estatal, dado que puede llegar a darse el caso de que los mapas estatales al final no empalmen adecuadamente entre sí

La elaboración de mapas de susceptibilidad por caídos y derrumbes a escala regional (≤ 1:100 000), comprende una combinación de factores naturales y antropogénicos, para los cuales no existe un procedimiento estandarizado para


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su consideración. La presente metodología presenta una propuesta para abordar esta temática, la cual puede ser mejorada con la inclusión de más factores en el análisis. La opinión de especialistas de otras instituciones en la materia será de gran valor al respecto.

Es importante resaltar que en un análisis a esta escala, se puede perder, subestimar o despreciar mucha información que es posible obtener en la escala local, debido a que la resolución espacial de la información disponible es de 15 metros y un fenómeno de caídos de roca puede ser de menores dimensiones. Por tanto, se recomienda el uso del mapa aquí propuesto sólo para fines estimativos y para la elaboración de escenarios que permitan orientar la toma de decisiones.

Si se aborda el análisis de susceptibilidad a escalas de mayor detalle, se recomienda continuar utilizando como herramienta de trabajo el nuevo Formato para la Estimación de la Susceptibilidad a Caídos de Roca y Derrumbes, incluido en este informe.

Otro aspecto que cabe considerar como punto de partida es que pueden encontrarse diferencias significativas, de contenido y de escala, en la información sobre un mismo factor condicionante procedente de diferentes fuentes de información, por lo que es necesario disponer y revisar de la mayor cantidad de información escrita y cartográfica, de todas las fuentes posibles, para tener mejores elementos de análisis.

Debe tenerse en cuenta también que las laderas ubicadas a lo largo de vías de comunicación tienen modificaciones antrópicas que hacen que su susceptibilidad sea mayor a la representada en el mapa. Además, es común que muchos fenómenos como los aquí estudiados sean detonados por cortes mal ejecutados, sobrecargas, vibraciones, etc., las cuales no es posible considerar. Los mapas son dinámicos y cambiantes en el tiempo, deben ser actualizados en función de la mejora o actualización de las capas base de información que se utilicen y del mapa inventario disponible.

TRABAJO FUTURO

Se deberá seguir trabajando en la actualización del mapa, al menos cada vez que haya actualizaciones del inventario forestal, por otra parte es importante que se fortalezcan vínculos con instituciones como el INEGI y el Servicio Geológico Mexicano para el intercambio de información y de experiencias.


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AGRADECIMIENTOS

Se agradece de manera profunda, la participación de los estudiantes de servicio social involucrados en la realización de este proyecto, entre ellos, Lucía Ramírez Hernández, Julio César Chávez Soto, Emily Rivera Mondragón y Humberto Ortíz Pérez.

REFERENCIAS

Almaguer, Y., (2005), “Evaluación de la susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda”, Tesis doctoral, Editorial Digital Universitaria Moa, pp. 108.

Ambalagan R., (1992), “Terrain evaluation and landslide hazard zonation for environmental regeneration and land use planning in mountainous terrain”. Proceedings of the sixth International Symposium on Landslides, Christchurch, pp. 861-871.

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