HUNDIMIENTOS REGIONALES Y LOCALES, AGRIETAMIENTOS

El hundimiento regional ha sido un tema de mucho interés tanto para ingenieros geotecnistas como para ingenieros hidrogeólogos. Específicamente, en el área de la geotecnia, se han realizado importantes contribuciones con respecto al control del hundimiento en obras de ingeniería. Una de las técnicas que han sido propuestas para mitigar este problema es la inyección de agua en el subsuelo desde finales de los años setenta.

El hundimiento Regional

Se manifiesta por el descenso de la superficie del terreno en una determinada área o región. En México y en varios países del mundo el fenómeno está directamente relacionado con la extracción de agua subterránea. Se presenta principalmente en valles formados en cuencas que fueron rellenadas (generalmente en un proceso de miles o millones de años) con depósitos de suelos lacustres, aluviales, aluvio-lacustres y fluviales; constituidos por partículas finas de suelo como arcillas y limos o mezclas de suelos finos con arenas y gravas. También se presenta en áreas con rellenos no compactados, áreas con depósitos de arenas sueltas no confinadas y en zonas pantanosas con alto contenido de materia orgánica.

Los hundimientos locales

Son causados por el colapso del subsuelo o de la roca en zonas donde existen huecos o cavidades producidas por excavaciones, obras subterráneas, erosión interna o karsticidad. Cuando se presenta un colapso de este tipo normalmente es súbito y devastador. En varios estados de la república mexicana existen zonas muy extensas que en el pasado fueron sujetas a actividades mineras y extracción de materiales para la construcción (minas subterráneas), así mismo, existen zonas donde, de manera natural, se han originado huecos u oquedades que posteriormente fallan o colapsan. Las lluvias, las fugas de agua y el drenaje que se infiltra en el subsuelo por periodos largos de tiempo son las principales causas que contribuyen a la ocurrencia de hundimientos súbitos, ya que reblandecen a los materiales del subsuelo y propician la falla en los techos de las cavidades.

Agrietamiento

El agrietamiento del terreno es la manifestación superficial, y en ocasiones a profundidad, de una serie esfuerzos de tensión y distorsiones que se generan en el subsuelo debido a las fuerzas y deformaciones inducidas por el hundimiento regional, la desecación de los suelos, los deslizamientos de laderas, la aplicación de sobrecargas, la ocurrencia de sismos, la presencia de fallas geológicas, la licuación de suelos, la generación de flujos subterráneos, las excavaciones subterráneas, entre otros. Se trata de un fenómeno que difícilmente podría ocurrir de manera espontánea, por lo que su origen siempre está ligado a otro fenómeno que lo detona.

El hundimiento y el agrietamiento del terreno son fenómenos difíciles de predecir debido a que su determinación requiere del conocimiento preciso de las propiedades mecánicas de resistencia y deformación del subsuelo, de su distribución estratigráfica, del conocimiento de las variaciones o anomalías subterráneas, de la determinación de la forma y distribución del basamento, del conocimiento del nivel freático y de su variación con el tiempo y de la determinación de las propiedades hidráulicas del terreno, entre otras.

Para el caso de huecos o cavidades producidas por excavaciones mineras o para la explotación de otros recursos naturales el tiempo, el intemperismo (por cambios de temperatura y humedad) y el agua que detonan la falla del terreno se consideran como agentes aceleradores del fenómeno ya que el origen se debe a la actividad antrópica.

Hundimiento del suelo

Un hundimiento de suelo es un movimiento de la superficie terrestre en el que predomina el sentido vertical descendente y que tiene lugar en áreas aclinales o de muy baja pendiente. Este movimiento puede ser inducido por distintas causas y se puede desarrollar con velocidades muy rápidas o muy lentas según sea el mecanismo que da lugar a tal inestabilidad.

Si el movimiento vertical es lento o muy lento (metros o centímetros / año) y afecta a una superficie amplia (km2) con frecuencia se habla de subsidencia. Si el movimiento es muy rápido (m/s) se suele hablar de colapso.

Las causas de la subsidencia pueden ser, entre otras:

• La respuesta de los materiales geológicos ante los esfuerzos tectónicos.
• Las variaciones en el nivel freático o en el estado de humedad del suelo, por ejemplo como consecuencia de la explotación de acuíferos.
• La actividad minera subterránea, por ejemplo tras el abandono de galerías subterráneas.

Las causas de los colapsos pueden ser:

• Implican el fallo de la estructura geológica que sostiene una porción del terreno bajo el cual existe una cavidad, lo que puede venir motivado por la disolución de las rocas hasta el límite de la resistencia de los materiales o el vaciado de acuíferos o en general el debilitamiento por meteorización física o química de una estructura que alberga una cavidad.
• El aprovechamiento de los recursos naturales (actividad minera, explotación de acuíferos) también puede inducir colapsos.

Los hundimientos son comunes en donde la roca que existe debajo de la superficie es piedra caliza, roca de carbonato, tiene capas de sal o son rocas que pueden ser disueltas naturalmente por la misma circulación del agua subterránea. Al disolverse la roca, se forman espacios y cavernas subterráneas.

La apariencia de los hundimientos es impresionante porque la tierra se mantiene usualmente intacta por cierto tiempo hasta que los espacios adentro de la tierra subterránea se hacen demasiado grandes para seguir dando suficiente apoyo a la tierra de la superficie. Si no se cuenta con suficiente apoyo para la tierra que se encuentra sobre los espacios y cavernas subterráneas, entonces puede ocurrir un colapso súbito en la tierra.

EFECTOS DEL HUNDIMIENTO REGIONAL EN EL SUBSUELO DEL AEROPUERTO INTERNACIONAL DE LA CIUDAD DE MÉXICO

El Aeropuerto Internacional de la Cuidad de México (AICM), se ubica en la Zona Geotécnica III o de Lago. La estratigrafía que domina la región está afectada por el proceso de consolidación de los depósitos de arcillas. El continuo bombeo de agua acelera el hundimiento y produce efectos en la superficie que se reflejan en el agrietamiento del terreno, cambios en las propiedades del subsuelo y su influencia en la respuesta sísmica.

Tras el proceso y análisis de la información se determinaron las zonas de mayor agrietamiento del terreno, los cambios generados en las propiedades dinámicas de los suelos y las alteraciones en la respuesta sísmica.

Los resultados muestran la disminución del espesor comprensible de los depósitos de suelo, el descenso del periodo dominante de vibración y el aumento del coeficiente sísmico para cada banco de nivel superficial ubicado en la zona. Esta condición repercute en el comportamiento dinámico del suelo y de las estructuras que en él se ubican.

Fuente gracias a:

www.monografias.com – www.atlasnacionalderiesgos.gob.mx – www.smig.org.mx – www.ptolomeo.unam