IV Cobrae.pmd

Aspectos constructivos en los reglamentos municipales
en sitios de deslizamientos, en la región montañosa de
Puebla, México.
Cuanalo, O.
Profesor - Investigador Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, México [email protected]
Olivan, A.
Estudiante becaria de CONACYT Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, México,
[email protected]
Cardona, I.
Estudiante becaria de SNI Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, México, [email protected]
Resumen: Durante el año de 1999 lluvias torrenciales afectaron la región montañosa de Puebla,
México, este fenómeno causó deslizamientos de laderas, caídos de rocas, erosión, flujos de tierra
y represamiento de ríos, lo anterior produjo pérdidas económicas y humanas en más de 70 municipios
de dos regiones económicas: Teziutlán y Huauchinango. Las pérdidas económicas fueron evaluadas
en más de 200 millones de dólares, causaron 44,000 damnificados y afectaron muchos sectores
sociales. Este problema demuestra la alta vulnerabilidad de los habitantes que viven en esas
regiones y la necesidad de realizar acciones para la prevención de riesgos.En este trabajo se hace
una reflexión sobre la necesidad de corregir y actualizar los códigos constructivos municipales
para regular las obras en esos sitios.
Abstract: During the year 1999 heavy rainfalls dropped down at the mountainious range of
Puebla, Mexico. This phenomenon caused landslides, fallen rocks, erosion, flows of soils and
dammed several rivers, this originated economic and human lost in more than 70 municipalities of
the two economic regions; Teziutlán and Huauchinango. The economic lost was assessed in more
than 200 million dollars, they caused 44,000 damaged and affected many social sectors. This
problem shows us the high vulnerability that inhabitants live of these regions: and the necessity
of mitigation and risk prevention actions.In this paper a reflection is done about the necessity of
checking and upgrading the municipal constructive codes in order to regulate works in that kind of
lands (landslides and flows places).
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1 INTRODUCCIÓN
La morfología del territorio mexicano es fundamentalmente de tipo montañoso y escarpada,
originada por movimientos tectónicos (el choque de la placa de cocos con la de Norteamérica
y el Caribe). Los principales sistemas orográficos
incluyen varias sierras: la Sierra Madre Oriental, la Sierra Madre Occidental, la Sierra Madre
del Sur y el Sistema Volcánico Transversal; este
último cruza el centro del país de Poniente a
Oriente y pertenece a lo que es conocido como
el cinturón de fuego del Pacifico, donde se ubica la mas importante zona volcánica de México.
En la figura 1 se presenta la morfología típica de
las regiones montañosas del Estado de Puebla,
México.
Las rocas calizas tienen capas estratigráficas
de espesores variables entre 20 cm y 1 m; estas
rocas son generalmente estables. La estabilidad de las laderas formadas por lutitas y limolitas
es precaria, debido a que son rocas frágiles.
Los suelos friccionantes como gravas, arenas y limos son susceptibles a procesos de erosión, además presentan inestabilidad cuando
la inclinación de las laderas es mayor que el
ángulo de fricción interna. Respecto a los suelos arcillosos y limosos, su comportamiento
depende de su cohesión, parámetro que es función de su contenido de agua; este tipo de suelos en estado seco puede ser resistente como
un tabique pero si aumenta su contenido de
agua, puede fluir como un líquido viscoso
(Cuanalo O. y Melgarejo G., 2002).
1.2. Antecedentes
Figura 1: Sierras Montañosas de Puebla, México
1.1. Características Geológicas del Estado de
Puebla
El estado de Puebla se localiza en el centro
del país, tiene una geología muy variada, incluyendo: rocas sedimentarias de la era Mesozoica
(calizas, areniscas, lutitas y limolitas), rocas
volcánicas de la era Cenozoica (basaltos, tobas,
etc.). Los suelos que cubren las rocas incluyen
arcillas, limos, arenas y gravas, han sido formados por agentes físicos y meteorológicos, de
los cuales la temperatura, la humedad y la vegetación han sido decisivos en su desintegración.
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En los meses de Septiembre y Octubre de 1999,
lluvias torrenciales afectaron más de 70 municipios localizados en las regiones montañosas
de Puebla (regiones económicas de Teziutlán y
Huauchinango), hubo deslizamientos, caído de
rocas, flujos, erosión e inundaciones; los daños fueron evaluados en más de 200 millones
de dólares y afectaron muchos sectores: vivienda, educación, salud, agricultura y ganadería, caminos, forestal, servicios públicos,
etc.(Fig. 2) (Bitran et al 2000; Morales M., 2001).
Figura 2: Deslizamientos en Totomoxtla, Puebla 1999
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2.
ESTUDIOS INGENIERO-GEOLOGICOS
Para realizar análisis de estabilidad es necesario determinar las propiedades físicas de la ladera y los datos regionales del sitio, ambos
obtenidos mediante estudios ingenierogeológicos: topografía, estratigrafía, evaluación
de cargas debido a construcciones, propiedades mecánicas y elásticas de los suelos, sismología, geofísica, climatología, geohidrología,
influencia de la actividad humana y análisis de
estabilidad geotécnica (Oliva A, 1999) (Fig 3).
propiedades físico mecánicas de las rocas, espesor del estrato del suelo y grado de saturación, características de la vegetación (tipo, densidad de follaje, área cubierta y profundidad de
la raíz), temperatura, lluvia, coeficiente sísmico,
actividad volcánica, nivel freático, características de la red de drenaje y su cuenca, y la influencia de la actividad humana (cortes,
excavaciones, rellenos, sobrecargas, densidad
de la población, construcciones, deforestación,
etc.); esta información organizada y gestionada mediante una base de datos será de gran
utilidad para establecer los criterios de
zonificación, teniendo en cuenta las menazas y
vulnerabilidad ante deslizamientos y sentará las
bases para la elaboración de los mapas de susceptibilidad y riesgo.
4. MAPAS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD
Figura 3: Estudios Topográficos en Teziutlán
Los estudios Ingeniero- geológicos serán
la primera etapa para corregir los códigos de
construcción municipales y regionales en sitios afectados por el fenómeno de
deslizamientos.
3. BASE DE DATOS DE DESLIZAMIENTOS
Otra importante actividad será elaborar un catálogo con información gráfica y numérica a
detalle, obtenida mediante estudios ingenierogeológicos realizados en la región, incluyendo
la altura e inclinación de la ladera, la estratigrafía,
el agrietamiento, intemperismo, clasificación y
Los mapas de riesgo y vulnerabilidad son muy
importantes para la Protección Civil, ya que
ayudan a tomar medidas para prevenir un fenómeno amenazante (vulcanismo, deslizamientos,
sismos, inundaciones, etc.).
Hay tres conceptos principales que juegan
un importante papel en la elaboración de los
mapas: amenaza, vulnerabilidad y riesgo, los
cuales se definen brevemente a continuación:
4.1 Amenaza
Es la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno potencialmente destructor, en un área específica en un determinado periodo de tiempo
(Varnes, 1984).
Para poder evaluar la probabilidad de que
se presente un suceso durante cierto periodo
de tiempo, es fundamental recopilar información
detallada acerca de la cantidad y tipo de eventos que han ocurrido en el pasado y la intensidad que tuvieron los mismos en la zona de estudio.
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Además del contexto histórico del área estudiada, es necesario evaluar los diferentes factores que afectan la estabilidad de una ladera,
mediante los estudios Ingeniero Geológicos
antes mencionados. De esta forma, tanto la revisión bibliográfica y de fotografías aéreas como
el trabajo de campo, juegan un papel importante en la cuantificación de la amenaza.
Usualmente, estos mapas se elaboran mediante la superposición de los diferentes mapas temáticos: topografía, geología, mecánica
de suelos, hidrología, sismología, actividad
humana, etc., cada uno de ellos con su escala
de valores de acuerdo a la influencia que tienen
en la amenaza. Los Sistemas de Información
Geográfica (SIG) son una herramienta importante
que puede ser útil en esta etapa.
Los mapas de amenazas son fundamentales
en la planeación territorial, especialmente para
determinar el impacto ambiental de posibles
áreas de expansión urbana o la localización de
nuevas construcciones.
4.2 Vulnerabilidad
Se define como la cantidad de pérdida de un
determinado grupo de elementos en riesgo,
como resultado de la ocurrencia de un fenómeno natural de magnitud determinada (Varnes,
1984).
La vulnerabilidad estará relacionada con el
tamaño de la comunidad, las construcciones,
los servicios públicos o el área geográfica que
podría verse dañada por el fenómeno amenazante, debido a su naturaleza y proximidad a
una ladera peligrosa o a un área propensa al
desastre.
Dado que la vulnerabilidad tiene un carácter cuantitativo, generalmente es realizado por
profesionales que tienen conocimiento de densidad de población, construcción (materiales y
tipo de edificaciones), actividades económicas,
etc.
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La vulnerabilidad suele clasificarse como de
carácter técnico y social, siendo la primera más
factible de cuantificar en términos físicos y funcionales, mientras que la segunda está relacionada con aspectos económicos, educativos,
culturales, ideológicos, etc., y por lo tanto es
más compleja de valorar.
4.3 Riesgo
Es el número probable de pérdidas en términos
de vida humana, personas heridas, daño a propiedad, y pérdidas económicas relacionadas
con la ocurrencia de un determinado fenómeno
(Varnes, 1984).
De acuerdo con lo anterior, el riesgo puede
ser interpretado como el potencial de pérdidas
que puedan ocurrirle a un sistema expuesto
como resultado de la interacción entre la amenaza y la vulnerabilidad.
Superponiendo los mapas de amenaza y vulnerabilidad podemos obtener los mapas de riesgo, dando un cierto valor a cada factor y analizando sitio por sitio, al igual que para la amenaza
la superposición de los diferentes mapas puede
ser realizado por medio de un SIG. El procedimiento resumido se presenta en la figura 4.
Figura 4: Metodología para los mapas de riesgo (Modificado por Mc Guffey et al, 1996)
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Los mapas de riesgo no son sólo de importancia fundamental en la planeación del desarrollo, sino también para la elaboración de los planes de contingencia durante una emergencia.
Debido a que no es posible reducir el riesgo
a cero, para planeación y diseño de obras de
infraestructura, es necesario definir un nivel de
“riesgo aceptable”, es decir un valor admisible
de probabilidad de consecuencias sociales y
económicas suficientemente bajo para permitir
su uso en la planeación física, en las
formulaciones o requerimientos en temas políticos y socioeconómicos, requisitos todos ellos
que deberán estar especificados en los códigos o reglamentos de construcción municipales o regionales.
Dado que en muchos casos no es posible
intervenir la amenaza, para reducir el riesgo es
necesario modificar la vulnerabilidad de los elementos expuestos. Esta es la razón por la cual
en la literatura técnica se hace énfasis en el estudio de la vulnerabilidad y en la necesidad de
reducirla mediante medidas de prevención y
mitigación, sin embargo lo que realmente se intenta es la reducción del riesgo (Suarez J., 1998).
5. CORRECCION Y O ADECUACIÓN DE LOS
CÓDICOS DE CONSTRUCCIÓN
La elaboración de los Códigos de Construcción
para municipios o regiones afectadas por el fenómeno de deslizamiento de laderas, podrán
realizarse una vez que se cuente con los mapas
de riesgo y vulnerabilidad descritos en el inciso anterior. Los reglamentos de construcción
deberán contener además una zonificación detallada del terreno con fines de clasificación territorial, incluyendo los siguientes rubros (Ley
de Desarrollo Urbano del Distrito Federal, México 1999):
a) Suelo Urbano. Aquel que cuenta con infraestructura, equipamiento y servicio
(habitacional, comercial, servicios, in-
b)
*
*
*
dustrial, equipamiento e infraestructura,
espacios abiertos, áreas verdes, parques
y jardines).
Suelo de Conservación. Aquel que
impacta directamente en el medio ambiente, incluyendo:
Áreas
de
rescate
ecológico
(habitacional, servicios, turístico, recreación, forestal, y equipamiento e infraestructura)
Áreas de preservación ecológica
(Psicola, forestal, equipamiento rural e
infraestructura)
Áreas de producción rural y agroindustrial (agrícola, pecuaria, psicola, turística, forestal, agroindustrial y equipamiento e infraestructura).
5.1 Procesos Constructivos
Así mismo en los propios reglamentos se deberán consignar los estudios mínimos que se requieran en cada sitio (estudios ingeniero –
geológicos descritos en el inciso 2), con fines de
regulación del subsuelo y para la expedición de
licencias de construcción; dichos estudios deberán incluir análisis de estabilidad geotécnica y
métodos constructivos para mejorar el comportamiento de una ladera, incluyendo para estas
últimos los siguientes (Cuanalo O., 2004):
a. Rectificación geométrica
La rectificación geométrica tiene por finalidad disminuir el peso de las fuerzas actuantes
sobre la ladera y/o aumentar las fuerzas resistentes que se oponen al movimiento, lo anterior
conlleva a un aumento del factor de seguridad
contra el deslizamiento. Dentro de este rubro se
incluyen el abatimiento del talud, la remoción
de materiales de la cresta, la conformación de
terrazas o bermas y los contrapesos en el píe de
un deslizamiento (Fig. 5).
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c. Elementos estructurales de refuerzo
Tienen por finalidad incrementar la resistencia
al corte del terreno, ya sea interceptando la superficie de falla o incrementando las fuerzas de
fricción de la misma. Se incluyen los siguientes
procesos:
• Pantalla de pilotes
• Anclas
Figura 5: Rectificación Geométrica mediante terrazas
(Teziutlán Puebla)
b. Drenaje
Estos tienen por finalidad captar, conducir, eliminar o disminuir el agua que pueda afectar la estabilidad de una ladera natural; son concebidos
debido a la estrecha relación que existe entre lluvia y fallas que se presentan en todos los países
del mundo donde existen montañas. En primer
lugar, si el suelo está parcialmente saturado y el
contenido de agua aumenta substancialmente,
se elimina parte de la tensión superficial la cual
proporcionaba al conjunto una cohesión aparente que contribuye a la estabilidad; en segundo lugar, el aumento del contenido de agua se
refleja en un aumento de su peso, lo cual influye
en la estabilidad general de la masa térrea, finalmente un flujo de agua puede afectar la estabilidad al disolver cementantes que pudieran existir.
En adición a los tres efectos anteriores, el
agua que penetra y fluye a través del suelo o
roca, eleva el nivel piezométrico aumentando
las presiones neutrales, disminuyendo la resistencia al esfuerzo cortante y bajando el factor
de seguridad de la ladera. Los elementos de drenaje incluyen los siguientes:
• Zanjas de drenaje
• Drenes horizontales
• Pozos de alivio
• Pantallas drenantes
• Galerías filtrantes
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d. Muros de contención
Se utilizan para estabilizar deslizamientos superficiales soportando en su respaldo la presión que ejercen las masas de tierra inestables
(fig. 6); el diseño de estos elementos deberá
incluir la resistencia al volteo y al deslizamiento. Las dimensiones de la losa de base deberán
ser suficientes para que la resultante de cargas
verticales caiga en su tercio medio. Los muros
incluyen los siguientes:
• Muro de gravedad
• Muro en cantiliver
• Muro de contrafuertes o de estribos
• Tierra armada
• Muro celular
• Muro de gaviones
Figura 6: Muro de Concreto en La Concordia
(Zacapoaxtla, Puebla)
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e. Protección superficial
Tiene por finalidad proteger a los materiales
superficiales de las laderas, evitando el caído
de rocas, reduciendo la erosión y meteorización,
minimizando la infiltración del agua de
escurrimiento superficial y ayudando a la estabilización de deslizamientos superficiales al detener el movimiento de los suelos que podrían
ser arrastrados a las partes bajas.
• Mallas metálicas
• Concreto lanzado
• Geosintéticos
• Vegetación
cualquier tipo de construcciones, incluyendo
los lugares donde sea prohibido edificar, los
sitios donde si se pueda, o los sitios donde se
requiera previamente el mejoramiento de la ladera mediante los diferentes procesos constructivos de estabilización: elementos de drenaje,
corrección geométrica, reforzamiento del terreno y protección superficial. Todas estas especificaciones, incluyendo los diferentes estudios
ingeniero geológicos que se realizarán en cada
sitio deberán estar perfectamente consignadas
en los códigos o reglamentos de construcción
municipal o regional de los sitios de interés.
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Mejoramiento de suelos
En la literatura internacional se incluyen también tratamientos para mejorar las características del terreno, incluyendo la electroósmosis,
la congelación y el tratamiento térmico, la consolidación, la inyección de productos químicos,
la compactación, etc. Los procesos anteriores
son aplicables en su mayoría a casos muy particulares, y en general al tratamiento del terreno
de cimentación con fines de construcción de
terraplenes para carreteras, por lo que en este
trabajo no serán considerados dentro de los
procesos constructivos para mejorar la estabilidad de laderas.
6. CONCLUSIONES
En sitios cuya morfología incluya terrenos de
tipo lomerío, escarpado y montañoso, como los
que constituyen las Serranías de las regiones
Norte y Nororiental del estado de Puebla, es
conveniente y necesario contar con mapas de
riesgo y vulnerabilidad por el fenómeno
geológico de deslizamiento de laderas, elaborados a partir de estudios ingeniero-geológicos y
de análisis geotécnico de estabilidad, que permitan clasificar los sitios donde se emplazarán
Cuanalo O. y Melgarejo G., (2002) “Inestabilidad de laderas Sierras Norte y Nororiental
del estado de Puebla”, en Revista Elementos No. 47 vol. 9 septiembre-noviembre
2002, Universidad Autónoma de Puebla.
www.elementos.buap.mx/ num47/pdf/
51.pdf
Bitran D y Reyes C., 2000 “Evaluación del impacto económico de las inundaciones ocurridas en octubre de 1999 en el estado de
Puebla”, Informe técnico del Sistema Nacional de Protección Civil y del Centro Nacional de Prevención de Desastres
(CENAPRED). México. 21 p.
Morales M., 2001 “Resultados de las acciones
emprendidas con motivo de las lluvias ocurridas en octubre de 1999”, Informe de la
Secretaria de Gobernación Puebla. México. 8 p.
Oliva G. A., 1999 “Análisis de la estabilidad y
seguridad de taludes”. Tesis Doctoral. Tutor: Celestino González Nicieza. Departamento de Explotación y Prospección de
minas, Universidad de Oviedo, España.
Varnes D.J. (1984) “Landslide hazard Zonation”
A Review of Principles and Practice.
UNESCO Press, Paris. 63 p.
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Cuanalo O., 2004 Metodología para la selección
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estabilizar deslizamientos de laderas. Tesis
Doctoral, Universidad Central de Las Villas, Cuba.
Winterkorn H. y Fang H., 1987 “Foundation
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Reinhold. 751 p.
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Suárez J., 1998 “Deslizamientos y estabilidad
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Editorial UIS. 548 p.
McGuffey V.C., Modeer V.A., et al, (1996)
“Surface esploration”. Landslides
investigation and mitigation. Special
resport 247. Transportation Research
Board. Pp
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