Estudio de riesgos por hundimiento en la zona urbana y conurbada

Estudio de riesgos por hundimiento en la
zona urbana y conurbada de la ciudad de
Ameca, Jalisco.
Servicio Geológico Mexicano
Subdirección de Geología
Gerencia de Geología Ambiental
junio de 2005
Riesgos por hundimiento en la ciudad de Ameca, Jalisco
27/06/2005
Estudio de riesgos por hundimiento en la
zona urbana y conurbada de la ciudad de
Ameca, Jalisco.
CONVENIO DE COLABORACIÓN ENTRE EL MUNICIPIO DE AMECA Y EL
SERVICIO GEOLÓGICO MEXICANO
2005
Servicio Geológico Mexicano – Municipio de Ameca
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Riesgos por hundimiento en la ciudad de Ameca, Jalisco
27/06/2005
ÍNDICE
I.- Introducción
6
I.1.- Objetivo
6
I.2.- Localización
7
I.3.-Antecedentes
7
I.3.1.- Estudios previos
8
I.3.1.1.- Estudios hidrogeológicos
8
I.3.1.2.- Estudios tectónicos
11
I.3.1.3.- Estudios geológicos
12
I.3.1.4.- Estudios geofísicos
13
I.3.1.5.- Estudios de calidad de agua
16
I.3.1.6.- Estudios de daños
17
II.- Peligros naturales
20
II.1.- Variables de riesgo
20
II.2.- Definición de peligro
20
II.3.- Definición de exposición
21
II.4.- Definición de vulnerabilidad
21
II.5.- Definición de riesgo
21
II.6.- Metodología de trabajo
22
II.6.1.- Trabajo de gabinete
23
II.6.2.- Trabajo de campo
23
III.- Estudio regional
25
IV.- Estudio de detalle
33
IV.1.- Falla El Borracho – Ameca
33
IV.2.- Falla La Blanca
38
IV.3.- Falla La Barranca
39
IV.4.- Zonificación de fallas
41
IV.5.- Fracturas geológicas
43
IV.6.- Estudio de detalle de zanjas en el terreno
46
IV.6.1.- Zanja uno
47
IV.6.2.- Zanja dos
51
IV.6.3.- Zanja tres
53
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IV.7.- Hundimiento del terreno
56
IV.8.- Modelo de regionalización del hundimiento
63
IV.9.- Fallas geológicas en la zona urbana
66
IV.10.- Exposición de peligro por falla geológica
67
IV.11.- Vulnerabilidad física
74
IV.12.- Riesgo geológico
76
V.- Estudio de micro detalle
80
V.1.- Estudio geofísico de resistividad
80
V.2.- Equipo
85
V.3.- Análisis de datos de resistividad
86
V.4.- Análisis de datos de sondeo eléctrico vertical
88
V.4.1.- SEV 1 N-S y 1 E-W
88
V.4.2.- SEV 3 y 4
89
V.4.3.- SEV 5
91
V.4.4.- SEV 6
91
VI.- Conclusiones
93
VII.- Recomendaciones
95
Bibliografía
Anexos
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Riesgos por hundimiento en la ciudad de Ameca, Jalisco
27/06/2005
Participantes
M.C. Carlos F. Yánez Mondragón
Ing. Jesús Rosales Gómez
Planeación y supervisión
Supervisón geológica
Geología de detalle
M. C. Jesús Uribe Luna
Ing. Alfredo Oregel Romero
Ing. Suheih Cuevas Salgado
Lic. Aura Ramos Lora
Supervisión y procesamiento
Levantamiento geológico
Levantamiento geológico
Procesamiento de datos
Geología regional
Ing. J. Eduardo Cendejas Cruz
Ing. Jesús Benítez López
Planeación y supervisión
Levantamiento geológico
Geofísica de micro detalle
Ing. Israel Hernández Pérez
Ing. Antonio Cano Martín
Tec. Adrián Garnica Pérez
Planeación y supervisión
Jefe de brigada de geofísica
Levantamiento geofísico
Agradecimientos
Geog. Luis Valdivia, profesor - investigador de la Universidad de Guadalajara, Jalisco.
Quien amablemente proporcionó datos de daño estructural en casas habitación de la
zona urbana de Ameca y datos digitales y bibliográficos.
Arq. David Venegas. Director de Desarrollo Urbano.
Quien amablemente proporcionó información digital e impresa y el apoyo logístico
durante la realización del proyecto.
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I.- INTRODUCCIÓN
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I.- INTRODUCCIÓN
En el año de 2004, el gobierno del municipio de Ameca, solicitó al Consejo de Recursos
Minerales, un estudio geológico – geofísico para determinar el origen, las causas y
efectos por los hundimientos presente en la ciudad de Ameca, Jalisco. En septiembre del
mismo año se elaboró un convenio de colaboración para desarrollar el proyecto en un
lapso de seis meses enfocando a tres niveles de información, regional, detalle y micro
detalle, para determinar el origen regional y local de los hundimientos y las
características de los efectos en la zona urbana. El estudio regional se enfocó a la
determinación de los sistemas de fallas y fracturas regionales que afectan al municipio y
que se presentan a lo largo del valle, mientras que el estudio de detalle se enfocó a la
determinación de las causas y efectos en la zona urbana y suburbana y finalmente el
estudio de micro detalle se enfocó al nivel de calle y predio dentro de la zona urbana
afectada. Con estos tres niveles de estudio se obtuvo un panorama completo del origen y
las causas de los hundimientos en la ciudad de Ameca, que se describen de forma
sencilla en este informe, que para su análisis y detalle técnico se puede desplegar y
consultar en una base de datos dentro de un sistema de información geográfica. Una de
las grandes ventajas de contar con un sistema de información es la rapidez y la facilidad
para consultar los diferentes niveles de información, sin limitaciones técnicas para los
usuarios, con posibilidades de obtener productos digitales e impresos desde un nivel de
predio hasta regional en los alrededores de la zona urbana de Ameca. Esta herramienta
facilitará la toma de decisiones en los ordenamientos de uso de suelo actual y futuro,
para la planeación del mantenimiento y construcción de obras y servicios, para la
propuesta de apoyos del fondo para la prevención de desastres y muchos otros que
ayudarán a definir los planes y programas de prevención y mitigación por parte del
municipio.
I.1.- OBJETIVO
Determinar el origen y los efectos por hundimiento y considerar el peligro, la
exposición y la vulnerabilidad de la zona urbana de la ciudad de Ameca, Jalisco.
Finalmente, emitir las acciones de mitigación y prevención de riesgos por hundimiento.
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I.2.- LOCALIZACIÓN
La zona de estudio se encuentra dentro del municipio de Ameca, limitado por las
coordenadas 20° 37’ 30’’ , 20° 30’ 00’’ de latitud norte y 104° 00’ 00’’, 104° 06’ 30’’
de longitud oeste (Figura 1). Tiene una superficie de 159.4 km2 y comprende el área de
la ortofoto digital F13D63f (INEGI, 1996).
Figura 1. Localización de la zona de estudio del proyecto de Ameca, en el municipio del
mismo nombre, al noroeste del estado de Jalisco.
I.3.- ANTECEDENTES
Los hundimientos del terreno que se han presentado en la ciudad de Ameca, Jalisco,
desde 1982 afectaron numerosas casas, bienes y servicios y se manifiestan en superficie
como “escalones” en el pavimento y en las banquetas, fracturas en paredes y pisos y en
algunos casos en techos. Los estudios previos realizados por la Universidad de
Guadalajara y su campus CU Valles se enfocaron al estudio de grietas en el terreno, los
daños en las viviendas y a personas afectadas. En dichos trabajos se consideró que los
hundimientos se debían a factores de sobre explotación de agua subterránea; sin
embargo también se consideraron factores geológicos como: fracturas y sismicidad. Si
bien las condiciones locales no fueron concluyentes se determinó la posición del Valle
de Ameca dentro de una depresión tectónica relacionada al movimiento de una porción
de la corteza terrestre denominada “Bloque de Jalisco”, dentro de un sistema de fallas
normales, desde Chapala hasta Compostela. En cuanto a la sismicidad se han
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considerado los eventos ocurridos en 1567 y 1875 para llegar a la conclusión de que la
sismicidad de la región ha contribuido en el movimiento de los materiales granulares y
porosos y su hundimiento consecuente (Giasa, 2001).
I.3.1.- ESTUDIOS PREVIOS
Los estudios previos se pueden subdividir en hidrogeológicos, tectónicos, geológicos,
geofísicos, de calidad del agua, en orden de importancia y de estos, los relacionados con
la extracción de agua subterránea son los más numerosos y significativos por sus
detalles técnicos, los cuales han sido considerados como uno de los factores que han
contribuido al desarrollo de los hundimientos en la zona urbana de Ameca. De manera
general, los estudios que se consultaron están relacionados a los temas de exploración,
registros eléctricos, tectónicos, calidad del agua; entre otros, estos se comentan
brevemente en las siguientes secciones.
I.3.1.1.- ESTUDIOS HIDROGEOLÓGICOS
En 1990 se obtuvieron las primeras medidas de aforo de pozos de agua (Alcor, 1990) y
la determinación de los niveles estático y dinámico (Servicios, 1990). En 1995 se
obtuvo un registro del nivel estático de 50 m del pozo La Reyna el cual tuvo una
profundidad de 160 metros (Inplan, 1995), en el que de acuerdo a un video se determinó
la presencia de materiales granulares con buenas condiciones para la extracción de agua.
Los primero registros eléctricos de otros pozos demostraron la presencia de materiales
granulares como gravas y arenas hasta una profundidad de 230 m (Geoex, 1996), con la
presencia de materiales arcillosos en un intervalo de 195 a 210 m de profundidad. En
1997 se obtuvieron otras medidas de niveles de agua subterránea (Permex, 1997) como
en el pozo de la Unidad Deportiva Municipal (Aquaterra, 1997) donde se midió un
nivel estático de 65 m en una perforación total de 250 m de materiales granulares, con
muestras de agua limpia. En el año de 2002 se estudió el pozo de la Presidencia
Municipal (Alcor, 2002) para determinar la calidad de agua, en el que su nivel estático
fue de 10 m y las muestras de agua obtenidas mostraron gran cantidad de agua turbia.
En 2003, en el pozo San Juan, se determinó nuevamente la granulometría gruesa y
permeable a una profundidad de 186 m (Geoex, 2003) con muestras de agua limpia.
Estos estudios confirmaron la presencia de un acuífero libre con las mejores medidas de
gasto en la porción norte de la ciudad de Ameca en la cual se encuentran materiales
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granulares, porosos y permeables de un antiguo coluvión expuesto en la mayor parte del
valle de Ameca. La zona de recarga comprende la porción alta del valle y parte de la
sierra del Cerro Grande de Ameca. En ésta última se encuentran rocas ígneas volcánicas
e intrusivas muy fracturadas. El coluvión de Ameca se compone de gravas gruesas y
finas, arenas y limos dispuestos sub horizontalmente en capas gruesas, sin consolidar,
con una alta porosidad primaria y una buena permeabilidad que favorece la acumulación
y el flujo de agua subterránea, desde la parte alta de la sierra hasta la parte central del
valle. Con base en la información disponible se construyó una base de datos de pozos de
agua que contiene, entre otros datos, las medidas de nivel estático y dinámico
registrados entre los años 1995 y 1998 (Figura 2).
Figura 2.- Base de datos de pozos de agua disponibles entre 1995 y 1998.
Con base en los datos disponibles de los años 1995 y 1998 se construyó un modelo de
interpolación basado en el modelo matemático “kriging” para configurar la distribución
de líneas de igual valor de nivel estático (Figura 3) donde se muestra la mejor
distribución y condición hidrológica de nivel estático al norte de la zona urbana,
principalmente en la zona del panteón municipal, al norte de la antigua vía de
ferrocarril. Este es un modelo de interpolación que proporciona una buena idea de la
configuración del acuífero y es útil para soportar el argumento de un acuífero de buenas
condiciones de permeabilidad y porosidad en la porción norte de la zona urbana. Si bien
no se tiene un registro sistemático del nivel estático y está limitado al periodo 1995 –
1998, las condiciones geohidrológicas se mantienen estables debido a las características
de permeabilidad del coluvión de Ameca, ya que se encuentra estable en la actualidad.
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Figura 3.- Modelo matemático de nivel estático de agua subterránea de pozos de agua,
entre 1995 y 1998.
En el mismo sentido se trabajaron los datos de nivel dinámico y se obtuvo una
configuración de curvas de igual valor de profundidad (Figura 4) se observa que el nivel
dinámico del acuífero explotado tiene valores altos de su nivel en la porción norte de la
ciudad, donde se encuentran las mejores condiciones de porosidad y permeabilidad.
Nuevamente el modelo de interpolación es útil para demostrar la capacidad del acuífero
en el valle de Ameca y las condiciones geohidrológicas son muy buenas aun cuando el
acuífero se explota intensamente para proporcionar agua a las actividades agrícolas de la
región. Si bien es cierto que el registro de nivel dinámico no es sistemático y está
limitado al periodo 1995 – 1998, el modelo es bastante útil para comprender las
condiciones del acuífero, la y sus características de permeabilidad y porosidad en la
porción norte de la ciudad. Con este modelo también se soporta el argumento de la zona
de recarga de la porción norte de la zona urbana, principalmente entre El Portezuelo,
Buenos Aires y Ameca.
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Figura 4.- Modelo matemático de nivel dinámico de agua subterránea de pozos de
agua, entre 1995 y 1998.
I.3.1.2.- ESTUDIOS TECTÓNICOS
Los trabajos regionales de la geología y la estructura tectónica determinaron que la
región de Ameca se encuentra dentro de una fosa tectónica denominada Tepic –
Zacoalco (Delgado, 1984) relacionada a fallas de orientación NW-SE (Luhr y Lazar,
1985) que son parte de un bloque tectónico mayor (Nieto, et al., 1985) denominado
Bloque Jalisco (Rosas, et al., 1997). En esos trabajos se consideró al valle de Ameca
como la parte baja de una semi fosa tectónica limitada al norte por una falla de tipo
normal (Falla Ameca – Ahuisculco), de orientación principal noroeste – sureste. Los
trabajos de detalle de la carta geológico - minera (Coremi, 2001) dieron nombre a la
falla normal La Barranca en el flanco sur del Cerro Grande Ameca y a las fallas La
Blanca y El Borracho, en los límites sur y oriente del cerro El Ocotillo. Otros trabajos
han definido la posición del valle de Ameca dentro del sector occidental de la Faja
Volcánica Transmexicana (Ferrari, 2000) en donde se encuentran rocas volcánicas de
composición de andesita y basalto del Mioceno Tardío (10 - 9 ma.), riolita y basalto del
Plioceno Temprano (5 - 3 ma.) y andesita y basalto del Plioceno Tardío – Cuaternario (2
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– 0.1 ma) las que se han formado dentro de un ambiente tectónico particularmente del
límite septentrional del Bloque de Jalisco. En esta zona del occidente de México (Figura
5), se encuentra una región sismo tectónica activa, entre Amatlán y Ameca, denominada
Región de Amatlán de Cañas, con una sismicidad baja registrada entre 1996 y 1998, de
2 a 4 grados Richter y menos de 35 km de profundidad (Rutz y Núñez, 2004).
Figura 5.- Estructuras geológicas regionales del occidente de México. Nótese la
ubicación de la ciudad de Ameca en el límite norte del borde.
La región del valle de Ameca se encuentra dentro de la región “D” de la zonificación
sísmica de la República Mexicana (CFE, 1993) que se caracteriza por ser una zona de
peligro alto que presenta grandes sismos frecuentes y aceleraciones del terreno superior
al 70% del valor de la gravedad. Durante el sismo de enero del 2003, la región de
Ameca se encontró en una zona de seis grados de la escala de Mercalli y sufrieron daño
15 viviendas de las cuales, 7 tuvieron daño leve, 7 tuvieron daño parcial y una tuvo
daño total (CENAPRED, 2004).
I.3.1.3.- ESTUDIOS GEOLÓGICOS
Los estudios previos acerca de la estratigrafía y las estructuras de fallas fueron
elaboradas por el INEGI el cual representó en un mapa geológico (INEGI, 1993) los
tipos de rocas y estructuras geológicas del valle de Ameca. En dicho trabajo se puede
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analizar que la ciudad de Ameca se encuentra asentada sobre materiales de tipo aluvial,
depositados en antiguos cauces del Río Ameca y la presencia de estructuras geológicas
como fallas y fracturas que limitan al valle en su porción norte. El Consejo de Recursos
Minerales editó en 2001 (Coremi, 2001) la carta geológico - minera que se enfocó hacia
la cartografía de evaluación geológica, minera y geoquímica. En la cartografía
geológica se muestra la presencia de materiales sedimentarios como el aluvión que
cubre gran parte de la superficie del valle de Ameca limitado al norte por rocas
volcánicas de composición basáltica y riolítica; así como rocas ígneas intrusivas y al sur
por rocas volcánicas de composición andesítica (Figura 6).
Figura 6.- Mapa geológico del valle de Ameca y estructuras geológicas regionales
como fallas y fracturas.
I.3.1.4.- ESTUDIOS GEOFÍSICOS
Los primeros estudios geofísicos realizados en la región de Ameca se basaron su
exploración para la localización de agua subterránea, mediante registros eléctricos de
pozos que demostraron la presencia de materiales granulares como arenas y gravas hasta
una profundidad de 230 m (Geoex, 1996) con la presencia de materiales arcillosos en un
intervalo de 195 a 210 m y además se obtuvieron medidas en video grabación de
algunos pozos (Borma, S.A., 1995). Otros estudios se enfocaron a las propiedades
eléctricas de los materiales granulares del subsuelo (Aquaterra, 1996) con registros
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eléctricos de algunos pozos (Hidroconstrucciones, S.A., 1997, 2002, 2003). En 1988 se
realizó otro estudio de resistividad aparente de dos sondeos en el pozo La Isla (Eglas,
1988) y se determinó la presencia de materiales granulares hasta 221 m de profundidad.
Otros trabajos de detalle de sondeo eléctrico vertical determinaron la presencia de
materiales sedimentarios granulares permeables que contienen agua subterránea
(Aquaterra, 1996) hasta una profundidad de 250 metros en el valle de Ameca (López,
2004). Así mismo, otros trabajos se realizaron de acuerdo a las propiedades de
conductividad de los materiales permitieron conocer con bastante aproximación, la
estratigrafía y las condiciones geohidrológicas en el subsuelo. En éste último aspecto se
desarrolló otro estudio geofísico de sondeo eléctrico vertical (SEV) en 1996 y con los
datos disponibles proporcionados por el municipio se elaboró una base de datos (Figura
7) en donde se tiene la profundidad, el nivel de corte litológico y la resistividad en
ohms.
Figura x.- Base de datos del sonde eléctrico vertical de 1996.
Con base en los registros del sondeo eléctrico vertical se elaboró un mapa de los puntos
de sondeos (Figura x); en los cuales, se ha demostrado el espesor de 200 metros de
coluvión en el subsuelo de la zona urbana de Ameca y la presencia de rocas volcánicas a
más de 200 metros.
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Figura 8.- Mapa de puntos de sondeo eléctrico vertical de 1996. Nótese la distribución
de cuatro sitios en el norte de la zona urbana de Ameca.
Otro tipo de estudio geofísico lo conforma la carta de campo magnético total editada por
el Consejo de Recursos Minerales (Coremi, 1995) que muestra la configuración de
valores que varían de –100 a 10 nanoteslas, en la zona urbana de Ameca en la que los
materiales granulares del valle y valores altos desde 200 y hasta 450 nanoteslas, se
presentan en los cerros El Ocotillo y Cerro Grande de Ameca, correspondiendo a rocas
ígneas intrusivas de composición granítica y granodiorítica delimitadas por las fallas
normales La Barranca, La Blanca y El Borracho (Figura 9).
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Figura 9.- Campo magnético total del valle de Ameca en 1995. Nótese los valores altos
de nanoteslas en la región noroccidental de la zona urbana de Ameca, relacionados
con rocas ígneas intrusivas de composición granítica (Coremi, 1995).
I.3.1.5.- ESTUDIOS DE CALIDAD DEL AGUA
Los primeros estudios documentados de calidad de agua se enfocaron a la exploración
de agua subterránea y el servicio de alcantarillado (Arellano, 1985) así como en estudios
de calidad del agua en pozos del agua potable (Alcor, 1990). Los estudios determinaron
que los pozos ubicados al sur de la ciudad, denominados por los números 1, 2 y 11,
presentaron parámetros fuera de la norma (SAPAJAL, 1995), presentando
principalmente material fecal, arsénico, color y olor de agua, por lo que el estudio
concluyó no utilizar los pozos para extracción del agua potable y recomendó su cierre
definitivo. Con los datos disponibles se construyó una base de datos con información de
la calidad del agua registrada, entre 1996 y 1997, entre otros, de sólidos totales y sólidos
totales disueltos. Es importante comentar que la temperatura y el pH registrados
muestran agua subterránea relacionada la actividad meso termal en el subsuelo de la
zona urbana (Figura 10).
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Figura 10.- Tabla de datos de calidad de agua subterránea de pozos en la zona urbana
de Ameca. Nótese los valores altos de temperatura y Ph para la mayor parte de ellos.
Los estudios de monitoreo de calidad de agua muestran que los pozos de la porción
norte de la zona urbana de Ameca tienen la mejor calidad y aquellos ubicados al sur
presentaron valores de calidad fuera de la norma por lo que fueron cerrados
definitivamente. Si bien es cierto que los datos con escasos, son suficientemente válidos
para soportar el argumento de que los pozos de agua del norte de la ciudad presentan las
mejores condiciones de calidad del acuífero por lo que es importante señalar el cuidado
que debe tener la zona de recarga del norte de la ciudad en relación a futuros
crecimientos urbanos (Figura 11).
Figura 11.- Distribución de pozos con monitores de calidad de agua entre 1996 y 1997.
I.3.1.6.- ESTUDIOS DE DAÑOS
Debido a los daños que se presentaron en la ciudad de Ameca por el sismo del año de
2002, Protección Civil del Estado de Jalisco y el Centro Nacional de Prevención de
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Desastres presentaron un reporte sobre los daños en construcciones y viviendas
(Domínguez y Flores, 2003), en el cual se concluyó que la extracción de agua del
subsuelo era la causa de los hundimientos diferenciales del suelo de la ciudad. Durante
2004, la Universidad de Guadalajara realizó un censo de 660 casas y propiedades
dañadas con un registro de fichas de campo en las cuales, además de la posición
geográfica de la propiedad dañada se ubicó el tipo de daño, tanto por sismos ocurridos
en el año de 2002 como por fallas geológicas. Estudios más recientes relacionaron los
daños de estructuras y hundimientos con fallas y fracturas reactivadas debido a la
extracción de agua subterránea (Valdivia, et. al., 2004). Con base en los datos
disponibles de la posición de propiedades dañadas se construyó un mapa de puntos que
representan el registro en campo de más de 600 propiedades dañadas (Figura 12). Los
sitios de daños muestran que las propiedades con daños por temblores se ubican en la
porción central de la ciudad y los daños más numerosos se deben a fracturas por la
presencia de fallas geológicas.
Figura 12.- Censo de propiedades dañas entre 2002 y 2003. Nótese la distribución de
sitios en la parte central de la zona urbana.
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II.- PELIGROS NATURALES
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II.- PELIGROS NATURALES
Los peligros que ocurren en la naturaleza se subdividen en dos grandes grupos: peligros
geológicos y peligros hidrometeorológicos. Para el proyecto de Ameca, únicamente se
han considerado los peligros geológicos de los cuales se ha determinado, con base en
los estudios previos, los peligros por fallas y fracturas geológicas, son la causa de los
hundimientos y daños que se presentan en Ameca. Una falla geológica se define como
una discontinuidad de un cuerpo de roca que ha sido dividido por fuerzas tectónicas en
dos o más bloques, los cuales presentan un movimiento relativo entre sí, mientras que
una fractura es también una discontinuidad en la roca pero no se presenta movimiento
relativo entre bloques (Sedesol y Coremi, 2004).
II.1.- VARIABLES DE RIESGO
Para determinar el riesgo en el que se encuentra la ciudad de Ameca por efecto de los
hundimientos sensiblemente registrados por la población a partir de 1985, se requiere
considerar a las variables de peligro, exposición y vulnerabilidad, en acuerdo a los
términos y procedimientos que ha utilizado el Centro Nacional de Prevención de
Desastres (CENAPRED) y Protección Civil. Solo con estas variables es posible
determinar cuantitativa y cualitativamente el riesgo natural presente en el valle y en la
ciudad de Ameca. Estas variables se relacionan entre sí de acuerdo a la expresión de
riesgo:
Riesgo ( R) = Peligro (P) x Exposición (E) x Vulnerabilidad (V)
II.2.- DEFINICIÓN DE PELIGRO
El peligro (P) se define como la probabilidad de ocurrencia de un evento o fenómeno de
cierta intensidad que puede causar daño en un lugar determinado (CENAPRED, 2001).
También se define como proceso o fenómeno de carácter natural o antropogénico
(tecnológico) que puede originar daños a la población, los bienes, servicios o el medio
ambiente natural (Olcina y Ayala, 2002). En la ciudad de Ameca se han identificado tres
tipos de peligros naturales que son:
•
Peligros asociados a fallas geológicas
•
Peligros relacionados con fracturas geológicas en las rocas y materiales
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Peligros relacionados a grietas en el terreno, fracturas en casas – habitación y
hundimiento del terreno.
El peligro por hundimiento es la probabilidad de movimiento vertical, por acción y
efecto de la gravedad, que afecta y desplaza el suelo, el terreno o algún otro elemento de
la superficie terrestre. El hundimiento del terreno puede tener su origen por el colapso
de cavernas en rocas calcáreas, por lo que se le llama hundimiento cárstico, por
compactación de materiales granulares o hundimiento diferencial, por la presencia de
fallas geológicas o hundimiento tectónico o por otros factores de actividad humana
(Olcina y Ayala, op. cit.)
II.3.- DEFINICIÓN DE EXPOSICIÓN.
La exposición (E) es la cantidad de vidas humanas, bienes, servicios o medio ambiente
expuestos a la acción de un peligro natural o antropogénico (que se encuentran en un
lugar que es factible de dañado por un evento. También se define como el conjunto de
personas, bienes, servicios o medio ambiente expuestos a la acción de un peligro
(Ayala, 2002a).
II.4.- DEFINICIÓN DE VULNERABILIDAD.
La vulnerabilidad (V) se define como la probabilidad de que un sistema social se vea
afectado. También se define como la probabilidad de que lo expuesto para ser dañado
por la acción de un peligro con determinada severidad (Ayala, 2002b). El valor de
vulnerabilidad es 1 si existe y es cero si no se presenta.
II.5.- DEFINICIÓN DE RIESGO
El Riesgo (R) se define como la probabilidad de que ocurra un desastre en una zona o
sitio determinado por la relación de las variables: peligros, exposición y vulnerabilidad.
También se define como probabilidad de pérdida o daño esperado, pérdida que puede
medirse en términos de muertos, heridos, dinero o ambiente natural. En la
determinación del riesgo se requiere considerar el periodo de retorno ( r ) que es el
número de años que han de pasar en promedio para que una determinada severidad sea
igualada o excedida. Así mismo, la probabilidad de excedencia es la probabilidad anual
de que una determinada peligrosidad sea excedida (Ayala, op cit.) y que se expresa
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como el inverso de el periodo de retorno ( 1 / r ). De manera gráfica se representa la
relación de las variables de riesgo como la sumatoria del peligro, la exposición y la
vulnerabilidad (Figura 13).
Figura 13.- Variables de riesgo. Riesgo (R) = peligro (P) x Exposición (E) x
Vulnerabilidad (V)
II.6.- METODOLOGÍA DE TRABAJO
El estudio esta basado en los procedimientos metodológicos de análisis de información,
interpretación geológica, verificación de campo, toma de datos geológicos y obtención
de datos geofísicos en campo, reinterpretación, definición de temas, resultados,
conclusiones elaboración de una base de datos y un informe del proyecto, entre otros. El
estudio esta definido en tres niveles:
•
Regional
•
Detalle
•
Micro detalle
El estudio regional consistió en el análisis de información de fotografías aéreas, ortofoto
digital, imágenes de satélite Landsat y Quick bird, modelo digital de elevación,
hipsografía y trabajo de verificación de campo. El estudio de detalle, en el enfoque
geológico se elaboró mediante la recopilación de la información existente, su
integración y análisis, con verificación de campo, la reinterpretación de datos y la
integración de la información en una base de datos. El estudio de micro detalle se
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elaboró con el soporte de los estudios regional y de detalle para definir líneas de sección
con el registro de resistividad del terreno, la definición de sitios con peligro y puntos de
control, la planeación de estudios de sondeo eléctrico vertical, la integración de los
datos y la elaboración de una base de datos. Finalmente los resultados de los estudios se
integraron en un sistema de información geográfica para el despliegue y la consulta de
una forma rápida y sencilla.
II.6.1.- TRABAJO DE GABINETE
En esta actividad se recopiló la información gráfica, impresa o digital disponible, de los
temas de planimetría, altimetría, hidrología, erosión, imágenes de satélite, fotografías
aéreas, ortofoto digital, integración de datos y elaboración de los mapas temáticos de los
estudios regional, detalle y micro detalle. Además, se elaboraron los programas de
verificación de campo, los procesos de datos de campo, su captura en una base de datos
y su incorporación dentro de un sistema de información geográfica. El trabajo de
estudio regional consistió en cubrir con imágenes de sensores remotos una superficie
cercana a 130 km2 para abarcar la zona urbana y conurbada de la ciudad de Ameca, con
imágenes digitales de los sensores Landsat y Quick Bird; así como, la ortofoto digital y
el modelo digital de elevación.
II.6.2.- TRABAJO DE CAMPO
El trabajo de campo del estudio regional consistió en adquirir datos del tipo de
estructura geológica, datos estructurales como rumbo y echado de planos de falla,
rumbo y echado de planos de fracturas y análisis de la frecuencia espacial de las
estructuras geológicas por kilómetro cuadrado. El trabajo de detalle consistió en la
recopilación de datos relacionados con: puntos de control, datos de tipo de estructura,
tipos de roca, abertura, longitud y densidad de fracturas, radios de afectación en zonas
de falla y medidas de hundimiento del terreno. El trabajo de micro detalle se basó en la
generación de un registro de resistividad en 52 líneas de sección, con más de 5900 sitios
de registro mediante el arreglo polo – dipolo, que cubrieron 15.4 km lineales. De éste
trabajo, se interpretaron anomalías de resistividad que llevaron a la consideración de un
estudio de mayor detalle en 11 líneas de sección con el arreglo dipolo – dipolo. Además
se elaboraron seis registros de sondeo eléctrico vertical (SEV) para determinar las
características geológicas del subsuelo.
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III.- ESTUDIO REGIONAL
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III.- ESTUDIO REGIONAL
El estudio regional consistió en la interpretación de sensores remotos, como son la
imagen del satélite Landsat de 1996, con resolución espacial de 30 metros, en los
compuesto de bandas 7, 4, 1 y 1, 2, 3; la imagen de satélite Quick bird de 2004, con
resolución espacial de 2 metros; la ortofoto digital de INEGI de 1996 y las fotografías
de vuelo bajo de 1998. La primera interpretación de las estructuras geológicas
regionales se basó en la perspectiva de la imagen Landsat y el modelo digital de
elevación, para determinar el patrón estructural regional. De ésta interpretación, se
identificó un sistema principal que consiste de una serie de lineamientos con orientación
noroeste – sureste (NW – SE) con ligeras variaciones hacia el oeste, que se presentan en
el valle de Ameca y que regionalmente se extienden hasta Amatlán de Cañas (Figura
14).
Figura14.- Imagen de satélite Landsat del valle de Ameca.
En la imagen de satélite es significativa la posición de la ciudad de Ameca dentro de un
valle tectónico, limitado al norte por un bloque levantado, en el Cerro Grande de Ameca
y por otro bloque levantado hacia el sur, en San Ignacio. Con base en la respuesta
espectral de las rocas y materiales de la superficie terrestre y con los criterios
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fotogeológicos de tono y textura es posible identificar de forma analógica ciertos
patrones lineales definidos en el relieve terrestre, los cuales se resaltan y son más fáciles
de identificar en una vista en perspectiva (Figura 15) obtenida al sobre poner la imagen
al modelo digital de elevación.
Figura 15.- Imagen de una vista en perspectiva del valle de Ameca. Imagen Landsat
sobre puesta al modelo digital de elevación.
Para apoyar la interpretación analógica de la imagen se realizó un proceso de ¨ realce de
bordes ¨ para determinar la frecuencia espacial de píxeles que tienen una continuidad de
respuesta espectral en un patrón preferencial. La imagen obtenida muestra una marcada
frecuencia espacial de altos valores espectrales en los cambios de pendiente entre la
sierra del Cerro Grande y el Valle de Ameca que delimita y separa las llanuras
onduladas de las llanuras planas. En estas zonas el drenaje denso y medianamente
profundo desaparece en la planicie del valle de Ameca y es utilizado como un criterio
utilizado para la interpretación de estructuras geológicas de fallas de tipo normal; a lo
largo del cual el terreno es desplazado en sentido vertical. Por sus características
regionales bastante definidas en una dirección preferencial se le denominaron
estructuras regionales de primer orden (Figura 16).
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Figura 16.- Imagen con proceso de realce de borde. Nótese la definición de
lineamientos relacionados a estructuras geológicas.
Con éste mismo procedimiento se interpretaron lineamientos de segundo orden con una
tendencia de orientación noreste - suroeste (NE–SW) y con una menor frecuencia
espacial se presentan lineamientos con orientación casi Norte - Sur (N–S), a los que se
denominó de tercer orden (Figura 17). Con el modelo digital de elevación y la carta
topográfica se analizaron cambios morfológicos del terreno en la zona de fallas que
muestran formas curvas y escalones que sugieren desplazamientos del terreno debido a
las estructuras geológicas, principalmente en las cotas topográficas de 1240 y 1260
metros. La hipsografía de veinte metros a partir de la cota 1240 es importante, porque
delimita los bloques tectónicos de la zona de estudio y es un criterio utilizado para
distinguir las diferentes estructuras.
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Figura 17.- Interpretación analógica de las estructuras geológicas. Nótese el sistema
de fallas regionales en dirección preferencial o de primer orden noroeste – sureste y en
segundo orden las de orientación noreste – suroeste.
Con la interpretación analógica y digital se llevó a cabo la verificación de campo y su
registro mediante el uso de la impresión de la ortofoto de 1996, los datos adquiridos de
rumbo y echado de las estructuras de fallas geológicas; así como, la identificación del
tipo de estructura se marcaron y se elaboró una base de datos. Las trabajos previos
definieron a las estructuras regionales del valle de Ameca (Coremi, 2001) como
estructuras de fallas geológicas de tipo normal. Las fallas identificadas de manera
regional son de tipo normal, si bien pueden presentar en uno o varios segmentos, un
componente de movimiento lateral. Particularmente en la zona suburbana y urbana de la
ciudad, los movimientos relativos entre bloques definen un movimiento normal, donde
la parte central del sistema de las fallas es una fosa o depresión tectónica (Figura 18).
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Figura 18.- Estructuras geológicas regionales obtenidas mediante la interpretación
analógica. Lineamientos sobre puestos a la ortofoto digital.
La interpretación de las estructuras regionales fueron sobrepuestas a la imagen de
satélite Landsat en compuestos de bandas del espectro visible (1, 2, 3) para resaltar la
relación entre las rocas, los materiales y las zonas de falla (Figura 19). Con este nivel de
información se ha definido la relación de las estructuras geológicas con la zona urbana,
es decir, las estructuras regionales cruzan la zona urbana de Ameca y tienen su
continuidad en dirección noroeste – sureste, están relacionadas al sistema de fallas de
Amatlán de Cañas y al límite septentrional del “Bloque de Jalisco”. Con esta evidencia
como argumento se presenta regionalmente el origen de estructuras geológicas como
fallas y fracturas dentro de la zona urbana de Ameca.
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Figura 19.- Imagen Landsat en el compuesto 1, 2, 3. Nótese la delimitación de las
estructuras de fallas geológicas. Nótese también que en líneas rojas se muestra la zona
urbana de Ameca.
Finalmente las estructuras regionales se han sobrepuesto a una imagen de alta
resolución espacial como es la imagen del sensor Quick Bird que tiene un tamaño de
píxel de 2 metros por lo que es posible visualizar las estructuras regionales hasta un
nivel de manzana o predio dentro de la zona urbana (Figura 20). Este mapa de
estructuras regionales se ha tomado como base para el trabajo geológico y para el
trabajo geofísico. De esta manera, la perspectiva regional da pie a los estudios
geológicos de detalle y a los estudios geofísicos de micro detalle, descritos en las
siguientes secciones (Figura 21).
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Figura 20.- Estructuras regionales sobrepuestas a una imagen quick bird de alta
resolución espacial de la zona urbana de Ameca.
Figura 21.- Estructuras regionales sobrepuestas a una imagen de ortofoto digital de la
zona urbana y conurbada de Ameca Nótese en rojo las estructuras de falla geológicas
regionales que se extienden en la zona urbana.
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