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Cuarto Coloquio de Jóvenes Geotecnistas
Primer Encuentro de Profesores
Octubre de 2015
Obras de protección para evitar inundaciones en Misantla, Ver.
Protection Works to prevent flooding in Misantla, Ver.
Joel de Jesús TAPIA1, Sergio ZAMORA2.
1Estudiante
2
de ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Veracruzana.
Profesor-Investigador de la Facultad de Ingeniería, Universidad Veracruzana [email protected]
PALABRAS CLAVE. Inundación, Misantla, avenidas, obras de protección, Gaviones, Espigones, Bordos.
1 INTRODUCCION.
El municipio de Misantla se encuentra en el
estado de Veracruz. Es uno de los 212 municipios de
la entidad y tiene su ubicación en la región
montañosa de la zona centro del estado. Sus
coordenadas son 19° 55′ 51.86″ Norte y 96° 51′
06.09″ Oeste y está situado a una altura de 400
metros sobre el nivel del mar. Su clima es cálidohúmedo, con una temperatura de 22,7 °C. En los
últimos años ha presentado serios problemas de
inundaciones
ocasionadas
por
fuertes
precipitaciones
producidas
por
fenómenos
meteorológicos
que
han
dejado
pérdidas
económicas, materiales y humanas. A la margen
derecha de la ciudad se tiene el Rio Misantla, que
tiene una longitud de 65 Kilómetros, y desemboca
en el Golfo de México (Saavedra, 2014). La zona de
estudio se encuentra ubicada entre la cuenca del rio
Nautla y la del rio Actopan, está formada por varios
ríos y arroyos que desembocan en el mar, el rio más
importante es el rio Misantla que se origina con una
serie de arroyos a 2,300 metros sobre el nivel del
mar en las proximidades de la sierra de
Chiconquiaco; pasa al oriente de Misantla y
desemboca en el Golfo de México en la Barra de
Palmas (ALNAP, 2008).
Durante el mes de Octubre de 1995 se generó la
depresión tropical “Roxanne” en el Golfo de México,
que se obtuvo como resultado de la interacción de
los remanentes de humedad y la incidencia de un
frente frío en la región centro-norte del estado de
Veracruz. Esta lluvia representa la máxima histórica
registrada en dicha estación(González de Vallejo,
2002).
El evento descrito provocó crecientes súbitas
principalmente en los ríos Nautla y Misantla,
generando graves inundaciones en la ciudad de
Misantla. Los daños ocasionados a la población
fueron cuantiosos, destruyendo casas, vías de
comunicación y obras en general (Freeze y Cherry,
1979).
Otro caso también fue el que se presentó con el
frente frio Numero 45 del año 2011, el cual genero
un incremento fuerte de nublados en gran parte del
país, que en combinación con una “surada”
moderada proveniente del golfo de México genero
fuertes lluvias en los estados de Oaxaca, Puebla y
Veracruz. La ciudad de Misantla presento una
inundación que afecto las zonas aledañas al rio,
además de afectar el Mercado Municipal y la zona
del centro de la ciudad. Estas afecciones tuvieron
repercusiones económicas en la población, aunque
no se tiene la cifra exacta de que tan grande fue
dicha afección (Saavedra,2014).
Y el 16 de septiembre del 2013, la tormenta
tropical “Ingrid”, generó en Misantla daños a las vías
de comunicación, escuelas, viviendas y parques
recreativos, con una pérdida económica de
aproximadamente 30 millones de pesos además de
requerir de la movilización del cuerpo de Protección
Civil para evacuar a la población en general (Preene
et al, 2000).
Debido a estos sucesos se llegó a la conclusión
de que era necesaria una obra de protección de las
orillas del rio para solucionar esta problemática
actual, de esta manera proporcionar un grado de
seguridad a la población en general y ayudar a
desarrollar los sectores productivos de la región, que
a su vez, en forma de escalafón, impulsara de igual
manera la economía del Estado de Veracruz.
. En la presente investigación se realizan
propuestas de obras de protección para evitar
inundaciones hacia la zona urbana partiendo de
SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.
2
Obras de protección para orillas del rio Misantla, Veracruz.
diferentes estudios
geotécnicos.
hidrológicos, topográficos y
se muestran en la figura 1 y las coordenadas UTM
de cada sondeo en la tabla 1. En la figura 2 se
muestra las actividades de exploración y muestreo.
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La ocurrencia de crecientes en el verano
producidos por los fenómenos meteorológicos que
afectan la región es frecuente y al ingresar a la
vertiente del rio provocan inundaciones generando
pérdidas económicas, de recursos y humanas en la
región. Partiendo de estudios topográficos,
hidrológicos y principalmente geotécnicos se
buscara proponer una obra de protección capaz de
solucionar esta problemática que ha afectado a la
población de Misantla durante años.
Con todos estos datos se necesita de estudios del
suelo y posteriormente un análisis y propuesta de
obras que protejan las orillas del rio de una posible
socavación, la cual genera falta de estabilidad en los
taludes de las orillas del rio generando a su vez una
mayor posibilidad de inundación, que ha
incrementado a través de los años debido a los cada
vez más constantes fenómenos meteorológicos.
Figura 1: Ubicación de los sondeos de Exploración.
Tabla 1: Coordenadas UTM de los PCA´s.
PCA
1
722451.00 m E,
2198174.00 m N
2
722547.00 m E,
2198470.00 m N
3
722750.00 m E,
2198699.00 m N
3 DESARROLLO DEL PROBLEMA
3.1 JUSTIFICACIÓN
El motivo de esta investigación es proponer
soluciones a los problemas de inundación a la
población de la ciudad Misantla, Veracruz,
generando propuestas de obras de protección de los
ríos y seleccionando las más adecuadas a construir,
para desarrollar los sectores productivos de la
región, evitando pérdidas ocasionadas por las
inundaciones. Además de generar el grado de
seguridad
en
la
población
anteriormente
mencionado. Por estos motivos se considera la obra
de protección de alta viabilidad y la investigación
como una aportación al estado de Veracruz y a miles
de familias veracruzanas.
4. RESULTADOS
Se
realizó
la
exploración
en
campo
correspondiente para poder determinar las
propiedades y características del suelo y de ahí partir
a la selección de las obras de protección más
convenientes a utilizar en la zona. Se excavaron tres
pozos a cielo abierto con las dimensiones que
permitieron realizar el muestreo adecuado de los
estratos. La ubicación de los pozos de exploración
Coordenadas UTM
Figura 2: Excavación de los Pozos a cielo abierto.
Una vez realizado la exploración y muestreo, se
realizaron las pruebas y estudios correspondientes,
obteniéndose los resultados que se muestran en la
tabla 2; en la mayoría de los casos corresponden a
materiales productos del arrastre de corrientes
(azolves) compuestos por boleos, gravas y arenas
con poco fino clasificados como GP, GP-GM Y GM.
SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.
TAPIA J.
Et. Al.
Tabla 2 Resultados obtenidos.
PCA
1
Profundidad
SUCS
0.00 a 0.80
GM
0.80 a 1.70
GP-GM
1.70 a 3.00
GP
0.00 a 1.30
GP
1.30 a 3.00
GP
0.00 a 1.30
GP
1.30 a 3.00
GP
2
3
Descripción
Azolves
mezclados con
Gravas, arenas
y poco fino
Azolve von
gravas y arenas
Boleos de
compacidad
densa
Azolve von
gravas y arenas
Boleos de
compacidad
densa
Azolve von
gravas y arenas
Boleos de
compacidad
densa
En función de los resultados obtenidos de las
observaciones y exploraciones de campo, ensayes
de laboratorio y análisis se presentan dos propuestas
para la construcción de obras de protección en el
cauce: Alternativa 1 (Figura 3) la compone la
conformación del bordo de protección y espigones;
Para la Alternativa 2 se propone construcción de un
bordo de protección construido de material de banco
y de sitio con recubrimiento marginal a base de
cimbra textil y un tapete anti socavación rellenas de
mortero (Figura 4).
Conforme al tipo de suelo y encontrado
procedimos a realizar el cálculo de estabilidad de
taludes realizadas con el programa GEO5, el cual,
con las variables de
peso volumétrico (ϒm),
Cohesión (c) y el Ángulo de Fricción Interna
definidas
en
los
estudios
de
laboratorio
determinamos que las alternativas propuestas a
continuación superan el factor de seguridad
marcadas en las normativas de 1.5, catalogando
como optimas las obras seleccionada.
4.1 ALTERNATIVA 1. Conformación de bordo de
protección y espigones (Figura 3)
Como primer alternativa, se propone como la
conformación del bordo con material de relleno
producto de excavación y de banco en mezcla de
boleos, gravas, arenas y finos que también se
encuentran en el cauce a profundidades variables;
En la margen de derecha el talud del bordo será
protegido con enrocamiento empleando fragmentos
3
o boleos de roca hasta de 70 cm. Al pie del talud se
realizará una excavación de trinchera para anclaje
del enrocamiento, Como complemento a esta
alternativa se proponer espigones formado con
gaviones, en la cimentación del espigón se colocará
una platea formada de gaviones.
Formación del bordo
con material producto
de excavación. 4.00
Enrocamiento de 0.70
cms. De diámetro
promedio para
protección.
Excavación de
trinchera para el
anclaje de
enrocamiento.
ELEV.
T.N.
Terreno Natural
Figura 3: bordo con material de relleno y gaviones
4.2 ALTERNATIVA 2. Bordo de protección
construido con material producto de excavación con
recubrimiento marginal y tapete anti socavación a
base de cimbra textil rellenas de mortero (Figura 4).
La segunda alternativa comprende la construcción
de bordo de protección de material productos de
excavaciones y de banco. En el talud del margen del
cauce tendrá un recubrimiento marginal a base de
cimbra textil y un tapete anti socavación rellenas de
mortero.
Formación
del
bordo con material
producto
de
la
excavación.
4.00
Recubrimiento
marginal a base de
bolsa de cimbra.
ELEV.
T.N.
Terreno Natural
Tapete anti socavación a
base de cimbra textil a base e
mortero
Figura 4: Bordo de protección construido con
material producto de excavación.
SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.
4
Obras de protección para orillas del rio Misantla, Veracruz.
5. CONCLUSIONES
La ciudad de Misantla es una de las ciudades con
mayores problemas de inundación del estado de
Veracruz debido al Rio Misantla en su margen
derecha de la ciudad que es de respuesta rápida, se
precisa llevar a cabo la propuesta y análisis de obras
de protección con la finalidad de aumentar la
seguridad de los habitantes de la ciudad por lo tanto
es necesario realizar los estudios topográficos,
hidrológicos y geotécnicos correspondientes.
En la zona de análisis, se encontraron materiales
de boleos de hasta 1 metro de diámetro los cuales
consideramos óptimos para utilizarlos como
materiales para la construccion de las alternativas
propuestas en la presente investigación, lo que
mejora la relación costo-beneficio de dichas obras.
Se considera muy importante seguir realizando
estudios periódicos en el rio con el fin de optimizar
las propuestas y mejorar las alternativas de obras
con fin de incrementar el grado de seguridad de la
zona.
REFERENCIAS
Freeze, R. A. y Cherry, J. A. (1979). Groundwater,
Prentice Hall.
González de Vallejo, L. I. (coord.), (2002).
Ingeniería Geológica, Prentice Hall.
Preene, M.; Roberts, T., Powrie, W. y Dyer, M.
(2000), Groundwater Control, CIRIA.
Saavedra Fernando, (2014), Vulnerabilidad de la
población frente a inundaciones e inestabilidad de
las laderas, Las cuencas hidrográficas de México.
ALNAP (2008), Flood Disasters: learning from
previous
relief
and
recovery
operations.
ALNAP/Provation Consortium, Londres.
SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.