ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOFÍSICO PARA LA EVALUACIÓN DE LOS
HUNDIMIENTOS Y AGRIETAMIENTOS EN EL ÁREA METROPOLITANA DE
SAN LUIS POTOSÍ-SOLEDAD DE GRACIANO SÁNCHEZ
Introducción
Problemas del medio ambiente:
Hace medio siglo no había conciencia de ellos, la población en México era la cuarta parte de la actual.
Las expectativas en cuanto a nivel de vida y satisfactores eran considerablemente menores a las actúales, las demandas de la gente son mayores a las de hace 50 años.
La ciudad de San Luis Potosí
De igual forma hace medio siglo tenía 120,000 habitantes. Sus fuentes de aprovisionamiento: presas y subsuelo.
Actualmente es aproximadamente un millón (¡aumentó por un factor de 8!)
Mantenemos las mismas fuentes de aprovechamiento, solo que la capacidad de las presas posiblemente es menor debido al azolvamiento.
Antes las fuentes alternativas o complementarias eran el agua del subsuelo, lo que ahora es necesario, además de no existir la industria en las dimensiones actuales.
Otro concepto que era relativamente poco usado hace 50 años era “el riesgo geológico” Desde siempre se han registrado estos fenómenos y no existe lugar en el planeta
donde no se den, por lo que tenemos que aprender a reconocer los riesgos infalibles, debido a que la tierra es un planeta vivo que está cambiando constantemente por lo que tendremos que adaptarnos y prever las cosas que están sucediendo.
En el caso de las grietas o fallas activas que se presentan en San Luis Potosí, son un factor de riesgo real que eventualmente puede causar algunas muertes como lo ha sido en el caso de la ciudad de México, también se han presentado fallas en el Valle de Querétaro, Irapuato, Aguascalientes entre otros.
Los grandes daños que sufre la población de San Luis Potosí, han sido afortunadamente hasta el momento en daños a la infraestructura de edificios, redes de distribución de agua potable, redes de drenaje, cuando se trata de ductos a presión sobre todo los que tienen hidrocarburos se vuelven un riesgo potencial para la población motivo por el cual la única forma de mitigar o lidiar con los riesgos es conocer los fenómenos que están sucediendo en la parte del subsuelo, y una vez que se conozcan se puede tratar de prever y remediar los problemas que se generan por estos riesgos.
Estudio Geológico-Geofísico para la evaluación de los hundimientos y agrietamientos en el área metropolitana de San Luis Potosí-Soledad de Graciano Sánchez.
Para las ciudades de san Luis Potosí y de Soledad de Graciano Sánchez, ha sido importante llevar a cabo este tipo de estudios para conocer las causas y efectos que permitan tomar decisiones, y porque no llevarlas hasta un nivel de reglamentación preventiva a través de los instrumentos normativos; sin embargo
estos estudios requieren además del impulso por parte de las autoridades, el seguimiento de manera permanente para lograr a través del tiempo registrar los movimientos del terreno, el abatimiento del acuífero, el modelado de la información y el acervo estadístico que fundamente una reglamentación especifica.
El último estudio realizado que comprende los análisis generados desde el primer estudio que se realizo a este nivel en el año 2005, ha logrado establecer una serie de recomendaciones para las diferentes áreas de la zona metropolitana que presentan algún tipo de riesgo.
Conceptos generales
Riesgo
De acuerdo con CENAPRED (2006), los riesgos están asociados a la actividad humana, la existencia de un riesgo implica la presencia de un agente perturbador que puede ser natural o antrópico, y que tenga la probabilidad de ocasionar daños a un asentamiento humano, su infraestructura o a su planta productiva etc.
En términos cualitativos riesgo es la probabilidad de ocurrencia de daños, pérdidas o efectos indeseables sobre sistemas constituidos por personas, comunidades o sus bienes, como consecuencia del impacto de eventos o fenómenos perturbadores. (CENAPRED, 2006).
Acuíferos
Como se muestra en la imagen todos los acuíferos están completamente saturados de agua y las zonas donde existe aire y humedad es lo que conocemos como nivel freático.
¿Qué es el abatimiento del nivel freático y cuál es su causa?
Si el nivel freático baja debido a la sobreexplotación del agua subterránea por los pozos de extracción, se genera el abatimiento o disminución del nivel del agua sobre todo cuando estos pozos se encuentran demasiado cerca y se generan abanicos complejos que incluso pudieran provocar a la larga el agotamiento del acuífero.
La idea de que el agua es un recurso renovable dentro del acuífero depende de que tan rápido y en que volumen entra al sistema y que tan rápido y en que volumen sale del sistema.
Las evidencias más claras del problema de la sobrexplotación de los acuíferos es el daño a las obras civiles como se muestra en las siguientes imágenes:
Fracturami ent o en el valle de T esistán, J alisco (El Extr a 07-15- 2004). Col. La Sierrita en l a ciudad de Q uerét aro
En el campo el problema es un poco mas sutil, se abren grietas, se genera un desnivel en las zonas de cultivo y donde existen pozos con infraestructura rígida estos emergen.
Campos de c ultivo en Silao G to. Falla observada des pués del sis mo de Mexicali (Archiv o es mas .com)
El problema del abatimiento del acuífero, la subsidencia del terreno y del agrietamiento tiene un efecto progresivo.
Debido a esto las grietas identificadas en el caso de San Luis Potosí han ido incrementando su longitud con el paso de los años, lo que ocurre también en otras ciudades.
Comparando los plano de las grietas que se están moviendo con el plano geológico, existe una correlación muy clara con la estructura geológica preexistente, por lo que las grietas reflejan irregularidades en el basamento y conforme se va compactando el acuífero y el terreno, se están desarrollando esfuerzos diferenciales y se están viendo rupturas que reflejan los accidentes del subsuelo.
¿Cómo saber que esto se relaciona con el abatimiento? Por ejemplo en el Valle de Querétaro, se cuenta con datos de la superficie del nivel freático del año 1990 y el 2000, en donde la profundidad a la cual se encontraba el agua en 1990 era de 1720 metros sobre el nivel del mar y en el año 2000 había descendido a 1690 en ese mismo punto; existiendo una correlación muy clara con una falla denominada 5 de febrero.
Ante la pregunta ¿por qué no se les prestaba tanta atención a los agrietamientos? probablemente porque es un proceso paulatino muy lento a través del tiempo, no como un sismo que sacude la tierra aunque los agrietamientos también han cobrado vidas. En el caso específico de San Luis Potosí se tienen registrados en la zona urbana 24 agrietamientos con diferentes orígenes e intensidades, se ven 2 grupos grandes de grietas uno de norte-sur y otro grupo de este-oeste.
En el Valle de San Luis Potosí la parte central está conformada por sedimentos ó tierra suelta, también se aprecia en la imagen anterior la ubicación de ríos o paleoarroyos aunque ya estén cubiertos por tierra, en el Valle el piso no está parejo, por lo que cuando se extrae el agua toda la cubierta sedimentaria que es compresible empieza a descender y se compacta y surgen diversas morfologías y agrietamientos, las consecuencias de esto, es que es un proceso que va aumentando, por ejemplo la falla Aeropuerto en la Col. Industrial Aviación en el año 2002 ya se veía, para el año 2005 ya se habían creado otras fallas paralelas y para el 2009 esa zona ya está deshabitada, donde se dan desplazamientos de varios milímetros o centímetros por año.
Colonia Aeropuerto 2002 – 2005 – 2009
En los últimos años ha habido una nueva problemática que son los hundimientos y colapsamientos como se han dado en la Alameda, donde el agua ha ido erosionando las paredes de los pozos, esto pasa cuando se abre a la superficie. Soledad de Graciano Sánchez es una zona que se ha visto muy afectada por estos colapsamientos, en los que se ha encontrado arena, paleocauces o corrientes antiguas, los hundimientos también pueden llegar a cambian el drenaje de los valles lo que podría ocasionar inundaciones en donde antes no se presentaban.
En base a los estudios realizados se pudo modelar el basamento es decir la roca sólida, arriba del sedimento de norte a sur que están más relacionadas a las diferentes compactaciones de la cubierta sedimentaria y se tienen dos factores principales de agrietamientos, la extracción del agua y la estructura del basamento.
Los estudios que han elaborado, siempre se han enfocado al problema de agrietamientos, hundimientos y daños consecuentes, algunos de los productos que contiene el estudio son:
1. Carta geológica de la zona conurbada de San Luis Potosí y Soledad de Graciano Sánchez.
2. Carta de ubicación de fallas geológicas en superficie del área de estudio. 3. Carta de configuración del lecho rocoso (Basamento Hidrológico)
4. Carta topográfica detallada
5. Carta de anomalía de Bouguer completa. 6. Carta de campo gravimétrico regional 7. Carta de campo residual
8. Secciones del relleno del valle
9. Carta de máximos esfuerzos horizontales 10. Estaciones gravimétricas y testigos
11. Gradiente horizontal de la anomalía completa de Bouguer 12. Gradiente horizontal del residual
13. Carta de riesgo de agrietamientos 14. Carta de riesgos
15. Cartas de Hundimientos
16. Carta de agrietamientos sobre mancha urbana
a) Estratigrafía de la zona de estudio
b) Síntesis actualizada de las fallas de suelo
c) Descripción de las principales fallas y agrietamientos reconocidos hasta 2009 d) Modelos de hundimientos de suelo para diferentes abatimientos del acuífero.
La información anterior sirve para que se tomen las medidas adecuadas en los procesos constructivos, ya que se muestran las fallas existentes. Otra información sirven para la predicción de hundimientos y de riesgo que se estiman a través de la evaluación de la deformación del suelo para diferentes escenarios, para ello se tiene que conocer las propiedades del relleno siendo ahí donde se requiere el trabajo de geofísica, para conocer las propiedades y poder de manera objetiva presentar cartas de proyección. Los objetivos principales del estudio:
a) Generar información técnica que sirva como apoyo para la planeación sustentable para el municipio de San Luis Potosí y de Soledad de Graciano Sánchez.
b) Explicar el mecanismo que genera los hundimientos para encontrar soluciones a la problemática urbana.
Hace 6 años que se empezó el proyecto se pensaban que sólo habría un tipo de agrietamientos y se fueron encontrando paleocauces que también son causa de agrietamientos, además de que estos pueden acarrear cantidades de agua que erosionan el subsuelo y este se colapsa, un tercer mecanismo en los fallamientos es que no solo se
produce hundimientos sino también levantamientos del suelo, fenómeno geológico denominado de sisalla.
Para este estudio se cuenta ya con dos perfiles de testigos permanentes que se han ubicado e instalado en el valle de San Luis.
La zona urbana se ha zonificado en seis áreas, dependiendo del tipo de riesgo que presenten, la zona 6 es la de mayor riesgo donde se han detectado las fallas de terreno; la zona 5 es una banda o arco de influencia que es necesario incorporar; la zona 4 se relaciona con las áreas que ya están cartografiadas y se consideran también zonas de riesgo relativamente alto.
El mapa geológico y la ubicación de pozos pilotes contribuyo para la obtención del mapa de hundimiento, lo cual se calculo a partir de información que se generó correspondiendo a un abatimiento de 150 metros del acuífero.
Los trazos cartografiados de las fallas se realizaron físicamente en terreno, son trazos recorridos y pueden ser identificadas con GPS a más o menos 1 ó 2 metros de variación, la ubicación es precisa pero se tiene una incertidumbre asociada en la escala porque la
densidad de estaciones es a una escala semi-regional. Las fallas no son entidades lineales, son un ancho de influencia que en algunos lugares miden o tienen afectaciones de 50 cm y hay zonas donde se abren hasta 20 o 30 m.
Para cada zonificación se establecen uno o varios estudios específicos, ya que este estudio no elimina los estudios de sitio para un proyecto específico, el estudio elaborado presenta una visión general del valle y a partir de la zonificación se requerirá de un estudio específico que deberán de exigir las autoridades a efecto de darle seguridad y certidumbre jurídica de las edificaciones que se están haciendo.