Agrietamientos

fenomeno

El fenómeno

Los agrietamientos geológicos se manifiestan por una serie de grietas en el suelo que se profundizan hacia el subsuelo. Tienen forma alargada y abertura variable de unos pocos centímetros a varios decenas de centímetros. El conjunto de grietas puede adquirir una forma lineal que puede extenderse por cientos de metros a pocos kilómetros. Suelen manifestarse junto con hundimientos del suelo, socavones, colapsos del subsuelo por licuefacción, corrimientos de tierra y oquedades.

Las aberturas del subsuelo, corrimientos de tierra y desniveles del suelo, se transmiten a las edificaciones generando cuarteaduras en su estructura y desplomes. De aquí la peligrosidad de este fenómeno en las zonas urbanas.

Generacion

Generación y factores del fenómeno

La generación de grietas sucede por tensión en el subsuelo que propicia la abertura de tierra. La tensión en el subsuelo se genera por:

a) Subsidencia del subsuelo (Literatura general).

b) Aceleración de la subsidencia por extracción de agua subterránea (Literatura general).

c) Un lento y variable corrimiento de tierra, que a la vez es controlado por otros factores (Observaciones en el IPN).

Según las explicaciones existentes y los resultados de estudio en el IPN, en la mayoría de los casos de agrietamientos se tiene gran influencia de la estructura del subsuelo. La determinación de la misma en forma tridimensional con técnicas sismológicas, ha contribuido en gran manera a la comprensión del fenómeno.

Se han identificado los factores que controlan los agrietamientos geológicos. Se pueden conjuntar los siguientes con los ya listados de manera variada (IPN):

Subsuelo de baja consistencia mecánica (A partir de la zonificación de valores de velocidad de ondas sísmicas).

Contenido de agua en el subsuelo (A partir de tomografía geoeléctrica y sondeos eléctricos verticales).

Existencia de una capa firme o roca dura en el subsuelo (A partir de exploración sísmica).

Infiltración de agua en el subsuelo (A partir de análisis geohidrológico combinado con superficie de capa firme).

La capa firme o roca dura en el subsuelo puede poseer pendientes pronunciadas, escalonamiento y filos. Los filos o escalonamientos de la capa dura combinada con la subsidencia cercana marcan en la superficie un punto de tensión o zona quebradiza que genera agrietamientos. En otros casos, una pendiente pronunciada de la capa firme facilita una superficie donde el subsuelo sostenido sufre corrimientos y las dimensiones de estos corrimientos quedan reflejadas en las dimensiones de apertura del suelo. Todavía más, si la capa firme es una roca dura e impermeable, la infiltración de agua que pudiera suceder, no la atraviesa y migra en su superficie, lo que combinado con su pendiente, propicia la generación de planos húmedos de debilidad para facilitar que el subsuelo sostenido resbale sobre ella.

Por lo anterior resulta muy importante combinar metodologías geológico-geofísicas en el estudio de agrietamientos. Según lo explicado, es fundamental contar con un método efectivo de exploración sismológica para deducir la capa firme o dura del subsuelo. En el IPN se configura la capa firme de manera tridimensional, con una técnica sismológica exclusiva. Para el caso de los agrietamientos geológicos de San Lorenzo Tezonco, Iztapalapa (2007-2010), la deducción tridimensional de la capa dura en el subsuelo (basaltos), llegó hasta los 100 metros de profundidad con una morfología compleja que abarcaba varias manzanas urbanas.

Fue en este caso de San Lorenzo Tezonco, Iztapalapa (julio 2007), que se dedujo una primera versión de la estructura subterránea de basaltos del volcán Yuhualixtli. Justo debajo del socavón principal del cual se ramificaban los agrietamientos, se delineó un canal que se interpretó como túnel basáltico-pendiente abajo, canal en el cual fluyó el material de licuefacción para profundizarse en el subsuelo.

De las investigaciones en el IPN desde el año 2007, se ha establecido una cierta regla para los agrietamientos geológicos: a mayor extensión en área del fenómeno, le corresponde una influencia más profunda de la estructura del subsuelo junto con los factores ya tratados. Esto fundamenta la importancia de la exploración sismológica efectiva.

Según lo explicado, en la actualidad en una zona también de Iztapalapa, se han alcanzado basaltos a profundidades de 200 metros (dos veces más profundo al caso de 2007) y se planea implementar exploraciones sismológicas que rebasen los 200 metros o más, para estudiar fenómenos geológicos del subsuelo de mayores dimensiones.

Ejemplo de fenómenos de mayores dimensiones, son los agrietamientos sucedidos en Tláhuac a causa del sismo del 19 de septiembre, 2017. Otras zonas fueron afectadas de manera similar. Tláhuac se planea estudiar por parte de IPN Fenómenos Terrestres con la sismología semiprofunda que abarque y supere las profundidades hasta ahora alcanzadas.

Casos

Casos

En el IPN se han atendido los siguientes casos de agrietamientos y socavones o colapsos del subsuelo (se describen los más importantes):

2006, Colapso en el Lago de Chapultepec, 2ª Sección del Bosque de Chapultepec, Ciudad de México. Proyecto para el Gobierno del D. F. y Sistema de Aguas de la Ciudad de México.

En la tarde del 7 de junio, 2006, se dice empezó un remolino en el agua en la parte noreste del Lago que evidenciaba la fuga de la misma. El agua socavó el subsuelo y finalmente colapsó una parte del tanque de almacenamiento que ocasionó su vaciado. Todo sucedió en un lapso aproximado de dos horas, según testimonios.

La geología dedujo que hubo antiguas minas de arena con la existencia de túneles de explotación que fueron rellenados posteriormente y previos a la construcción del Lago.

Con exploración sismológica, se dedujo la estratificación del subsuelo, la distribución de velocidades y de módulos elásticos dinámicos. Sobre el mapa ponderado de velocidad de onda P y módulo de Young se identificó una zona donde en un futuro el Lago pudiera colapsar otra vez. Esta zona resultó ser la mayor bocamina de las antiguas minas de arena. Para prevenir el probable colapso futuro, la zona se remedió de manera geotécnica inyectando concreto líquido al subsuelo.

2007 y 2010, Agrietamientos geológicos de San Lorenzo Tezonco, Iztapalapa y una segunda fase en 2010, como proyecto registrado en la Secretaría de Investigación y Posgrado (SIP).

Previamente la Geología había mapeado el lineamiento y extensión de manifestaciones de la grieta principal. Una o dos horas después del mapeo, sucedió un gran socavón por licuefacción y el material fluyó hacia el subsuelo. Le acompañaron una serie de agrietamientos que se extendieron varias manzanas. Las grietas afectaron casas-habitación, los habitantes fueron desalojados y se declaró zona de desastre.

La geología reportó que existían basaltos subterráneos del volcán Yuhualixtli, de la Sierra de Santa Catarina. Sobre los basaltos descansan arcillas y las cenizas del mismo volcán.

Con exploración sismológica se determinó la estratificación de cenizas y arcillas. Se delineó en forma tridimensional la capa dura e impermeable de basaltos subterráneos a profundidades de 12 a 100 metros. Debajo del socavón se descubrió un túnel basáltico pendiente abajo, por la que se resbaló el material al momento del colapso y se profundizó hacia el subsuelo. La extensión de la superficie de basaltos subterráneos evidenció una estructura favorable para que sucediera un pequeño corrimiento de tierra.

2010, Agrietamientos y hundimientos en Lomas de San Francisco Tepojaco, Cuautitlán, Estado de México. Participación en un proyecto con registro en la Secretaría de Investigación y Posgrado (SIP).

En este caso y desde entonces, existe una gran colaboración geológica-geofísica del IPN con metodologías progresivas. La parte geológica mapeó o zonificó las manifestaciones de hundimientos y agrietamientos, así como en los casos en que éstas se transmitieron a las casas habitación y las dañaron. Se identificaron los límites urbanos inestables como taludes terminales que pudieran deslizarse.

Con exploración sismológica se dedujo la estratificación del subsuelo que incluyen los valores de velocidad de onda sísmica como indicador de la consistencia mecánica del subsuelo. La capa firme subterránea se dedujo de manera tridimensional para analizar su influencia en el fenómeno. En las zonas estratégicas, como primeros resultados de la geología y de la sismología, se complementó con un mejor análisis geohidrológico y exploración geoeléctrica.

Surgieron resultados de la Geofísica y de la Geología por separado, para luego integrarlos. Se realizaron mapas de peligros, análogos a los Atlas de Riesgo, que conjuntaron los resultados de la exploración geofísica y de los estudios geológicos.

2011, Agrietamientos y hundimientos en Los Héroes Ecatepec. Proyecto de la SEPI, ESIA Unidad Ticomán.

La preexistencia de agrietamientos y hundimientos en la zona, se vio acelerada por una obra donde intervino maquinaria pesada que generó vibraciones. Se llevaron a cabo las metodologías geológicas y geofísicas similares al caso de San Francisco Tepojaco. Resultó también un Mapa-Atlas integrado de los estudios geológicos y geofísicos. Se quedó en la posibilidad de que el fenómeno preexistente abarque un área mayor a la estudiada.

2013, Agrietamientos y hundimientos en Azcapotzalco, Ciudad de México (como participación en proyecto registrado en la Secretaría de Investigación y Posgrado).

Algunas zonas de la Delegación Azcapotzalco manifiestan agrietamientos y hundimientos, particularmente en la zona de la ESIME del IPN. Los estudios arrojan por el momento la existencia de un canal de desagüe o laguna antigua, que fue rellenada y luego construyeron sobre esos terrenos.

2015-2017, Agrietamientos y hundimientos en la Colonia Santa María Aztahuacán, Iztapalapa.

Para este caso las exploraciones sismológicas deducen basaltos superficiales y basaltos a profundidades aproximadas de 200 metros. Se desarrolla como un tema de tesis de maestría, SEPI, ESIA Unidad Ticomán.

2017, Diagnóstico del socavón de Av. Eduardo Molina, Delegación Gustavo A. Madero.

Se acudió y atendió por llamado de Protección Civil de la misma Delegación, el mismo día del socavón ocurrido en el mes de julio. Después de un recorrido técnico se entregó un diagnóstico a la Delegación y a particulares sobre el fenómeno.

2017, Revisión de la Plaza México, Ciudad de México (como parte de las revisiones de daños causados por el terremoto del 19 de septiembre).

Este tipo de revisiones son muy importantes, pues más allá de los daños estructurales causados por el sismo, está el identificar alguna manifestación del subsuelo que pudiera influir en las edificaciones importantes de nuestra Ciudad. De especial atención deben ser aquellas edificaciones que concentran grandes cantidades de personas, como la Plaza México. Ello, con la posibilidad de un estudio geológico-geofísico preventivo (recomendación del IPN).