análisis de potencial de deslizamiento de laderas. colonia ...tlamati.uagro.mx/t7e2/232.pdf · en...
TRANSCRIPT
Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016)
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 21 y 23 de septiembre 2016
19 de Agosto del 2016
Análisis de potencial de deslizamiento de laderas. Colonia 20 de noviembre en
Chilpancingo de los Bravo
José Antonio Castorena Morales
Universidad Autónoma de Guerrero
Unidad Académica de Ingeniería
Verano UAGro
Dr. Roberto Arroyo Matus
Universidad Autónoma de Guerrero
Unidad Académica de Ingeniería
Resumen
El siguiente trabajo es sobre el análisis de potencial de deslizamiento de una ladera ubicada en la
colonia 20 de noviembre de Chilpancingo de los Bravo.
Lo que se hizo fue hacer una investigación del tipo de suelo que se tiene en la zona, Casas o
construcciones que están alrededor para así poder ver cuál es el peligro que corren de que se
pueda deslizar la ladera y se vean afectados y si algo de esto pasara poder tener un plan de
evacuación y estar al pendiente de los reportes de protección civil o alguna autoridad parecida
sobre todo en tiempo de lluvia, ya que en la parte de abajo de la ladera se encuentran 2
fraccionamientos el Ocotepec y el Mitzumaru.
Para poder hacer la clasificación del suelo en la ladera de acuerdo al CENAPRED se tomaron
datos como altura, ancho de la ladera, tipo de suelo que lo conforma, pendiente y para calcular el
factor de seguridad de la ladera se necesitaron los siguientes datos que se sacaron de tablas que se
mencionaran a continuación, tales datos son: su cohesión, ángulo de fricción, módulo de
porosidad, peso saturado, límite de elasticidad.
Todo lo antes mencionado se metió al programa de MacStars para modelar la ladera y así poder
saber su factor de seguridad.
Palabras Clave: Ladera, Potencial, Deslizamiento
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016
Introducción
En el siguiente trabajo se realizó un estudio en algunas de las colonias con riesgo de
potencial de deslizamiento de ladera o laderas en la ciudad de CHILPANCINGO GUERRERO.
La colonia estudiada en este trabajo es la colonia 20 de Noviembre, que cuenta con una
ladera con un índice alto de deslizamiento de ladera y esta clasificación se tomó por su altura,
ancho, tipo de suelo que lo conforma, pendiente y clasificación que se mostraran más adelante de
acuerdo al CENAPRED.
Para esto se clasifico que la ladera está conformada por un tipo de suelo que es arena
limosa y se simulo la ladera en el programa MacStars para ver cómo será su comportamiento
(falla), así como saber cuál será su factor de seguridad, para lo cual se tuvieron que obtener
valores tales como la cohesión del suelo, su ángulo de fricción, su límite de porosidad o
permeabilidad y el modulo elástico.
A continuación en el trabajo se muestra los procedimientos hechos para obtener la
clasificación antes mencionada de la ladera para poder justificar su clasificación y así poder
tomar las medidas correspondientes con protección civil y las personas que habitan el lugar para
evitar alguna catástrofe.
Materiales y Métodos
Descripción física del sitio analizado
En la colonia 20 de Noviembre del municipio de Chilpancingo de los Bravo, se localiza
entre el fraccionamiento Mitzumaru y el fraccionamiento Villas de Ocotepec, donde se encontró
una ladera que posiblemente puede tener riesgo de deslizamiento encontrándose un tipo de suelo
Limo Arcilloso.
Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)
Figura 1. Ubicación de la ladera a analizarse.
El número de viviendas que se encontraron en riesgo abarcan todo el fraccionamiento
Mitzumaru y el Villas de Ocotepec ya que dichos fraccionamientos se encuentra al pie de la
ladera.
Figura 2. Ubicación de los Fraccionamientos.
CENAPRED para deslizamiento de laderas
Arcillas sensitivas
Las arcillas sensitivas se forman en ambiente marino y después al ser expuestas a agua
dulce por un fenómeno natural sufren un cambio en su interior lo cual hace que tengan el peligro
de expansión o desplazamiento lateral y esto genera una inestabilidad interna en la estructura de
la arcilla, todo este problema se refleja en la perdida de resistencia de la arcilla y a esta también la
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016
afecta los sismos, las lluvias o las excavaciones, por lo tanto las arcillas sensitivas son inestables
y débiles ya que por lo mencionado anteriormente hay ocasiones en las que no se pueden ni
sostener así mismas.
Medidas preventivas ante la inestabilidad de laderas.
La única acción que permite reducir los efectos por inestabilidad de laderas es la
detección oportuna y la toma inmediata de decisiones:
No destruir árboles y demás vegetación de la región (erosionar).
No hacer cortes en las laderas.
No permitir que el agua se infiltre en el terreno en zonas inclinadas.
En caso de fuga avisar a las autoridades correspondientes para que el terreno no se reblandezca.
Estar atento a indicaciones de cómo se encuentra el lugar, en especial en temporada de lluvia.
Si la vivienda está en una ladera, revisar la casa para ver si no tiene agrietamiento o hundimiento.
Tener el cuidado de que si la vivienda está en una ladera con los sismos se puede volver
inestable.
Acciones previas a un proceso de inestabilidad.
Investigar el lugar donde se hará la vivienda con las autoridades correspondientes.
Llevar acabo las indicaciones de las autoridades como no construir la vivienda al bordo de los
taludes cerca del paso de barrancas o ríos.
Estar atento si el agua erosiona el suelo y hace que haya pequeños escombros.
Tener un propio plan de evacuación en caso de ser necesario así como también contactar a las
autoridades para que ellos den un plan, pero también las personas tener su propio plan.
Acciones durante una tormenta.
Estar alerta a los deslizamientos especialmente de noche cuando está lloviendo o hubo lluvias
intensas ya que las personas se duermen y no se dan cuenta del deslizamiento y ocurren
catástrofes.
Si se vive cerca de un cauce estar atento a los cambios de nivel del agua y de misma manera a los
sonidos por escombro que pueda haber.
Cuando se conduce y este lloviendo especialmente en carretera estar atento a los taludes ya que
son susceptibles a des lavamiento o ver en la misma carretera si hay grietas esto es señal del
deslizamiento de taludes.
Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)
Procedimientos recomendables después de un movimiento de ladera.
No asustarse y tampoco precipitarse a colocar pilotes, ya que esto podría debilitar aún más el
terreno de la ladera.
Revisar la superficie del terreno antes y después del deslizamiento, de ser posible observarlo
desde alto para así tener una fotografía amplia de toda la zona.
Estudiar los riesgos existentes antiguos y recientes, referentes al clima local y sismicidad de la
región.
Hacer los estudios geotécnicos y pruebas de laboratorio para así poder determinar todas las
características de la zona tales como su resistencia, deformabilidad, etc.
Diseñar la solución de estabilidad de taludes o laderas.
Instalar sistemas de drenaje
Afinar y determinar los taludes y plantar una cubierta de vegetación apropiada.
Medidas generales de monitoreo y alerta miento.
Los sistemas de monitoreo y alerta miento están construidos no para evitar los desastres
de deslizamiento de ladera, si no para que con tiempo se vea cuando será el deslizamiento y esto
permita que las personas que vivan cerca de la ladera puedan evacuar de manera segura la ladera.
Las técnicas de monitoreo incluyen la visita en campo para ver cómo se encuentra el
lugar, también de aparatos como lo son medidores de alambre, radares, rayos laser y medidores
de vibración.
En las zonas identificadas como potencialmente peligrosas por el riesgo de deslizamiento
se toman otras medida de monitoreo tales como son:
Medición de la cantidad de agua de lluvia, asociada a las características de saturación del material
del terreno que pueden desencadenar la inestabilidad de una ladera o de un talud.
Detección y medición de grietas de la superficie de las laderas y sus tendencias de crecimiento.
La medición directa del agua subterránea, que se hace mediante la instalación de unos
piezómetros.
Monitoreo sistemáticos.
Para monitorear en forma sistemática y con la aplicación de las tecnologías apropiadas la
evolución de la inestabilidad de una ladera, es importante tener presente la medición a lo largo
del tiempo de ciertos parámetros tales como:
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016
Niveles de agua subterránea en la pendiente de la ladera
El desplazamiento, incluyendo la profundidad de la superficie de falla o deslizamiento, la
dirección, magnitud y velocidad del movimiento.
Medición directa y continua de la evolución de la presión del agua subterránea, mediante la
instalación de piezómetros de medición continua y señal telemétrica.
Hay otras técnicas que nos permite disponer de las siguientes tecnologías:
Inclinómetros, que permiten detectar la dirección de la superficie de falla de deslizamiento.
Extensómetros, este permite indicar la magnitud del desplazamiento
Piezómetros, permite determinar los niveles de agua subterránea infiltrada en el cuerpo de una
ladera.
En conclusión con los métodos y sistemas de medición para el deslizamiento de una
ladera es que se tienen muchos aparatos y sistemas que permiten tener más control sobre el
deslizamiento y una reacción inmediata gracias al monitoreo que se les da.
Algunos métodos para corregir fallas en laderas y taludes inestables.
Lo más recomendable es pedir la supervisión de un experto en el área de geotecnia.
Pero todos los métodos correctivos siguen una o más de las siguientes líneas de acción:
Evitar la zona de movimiento o desplazamiento
Reducir las fuerzas motoras
Aumentar las fuerzas resistentes
El evitar la zona de falla se refiere más a la reubicación de las zonas habitacionales, a la
remoción total del material inestable o a la construcción de estructuras que se apoyan en zonas
firmes (con menos riesgo de deslizamiento).
La reducción de las fuerzas motoras se puede lograr en general por dos métodos:
Remoción de material en la parte apropiada de la falla y hidrostáticos y el peso de las masas de
tierra, que es menor cuando pierden agua.
El otro método es el que toma la línea de acción que ofrece más variantes es la que persigue
aumentar las fuerzas resistentes, algunas de estas son: el subdrenaje, que aumenta la resistencia
del material del terreno; la eliminación de estratos débiles u otras zonas de falla potencial; la
construcción de estructuras de retención u otras restricciones y el uso de tratamientos,
generalmente químicos, para elevar la resistencia de los materiales del térreos al movimiento.
Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)
DETERMIANCÓN DE POTENCIAL DE RIESGO
FORMATO PARA LA ESTIMACIÓN DE LA AMENAZA DE DESLIZAMIENTO DE
LADERAS
DATOS Y LOCALIZACIÓN DE LA BARRANCA:
Lugar: Chilpancingo, Gro. Fecha: 14 de Julio de 2016
Nombre de la ladera: sin nombre
Riesgo: es estable ya que el factor de seguridad es arriba de 1 Punto Muestreado: 1
Entre calles (las más cercanas): Antonio Leyva Vélez y el rancho Ocotepec
Colonia (s): 20 de Noviembre
Coordenadas
Latitud (Norte) Longitud (Oeste)
17° 31´51.01´´ 99° 28´41.48´´
Responsable: Edgar Manuel Lozano Herrera y José Antonio Castorena Morales
DESCRIPCIÓN LITOLÓGICA: Ladera Arena Limosa
OBSERVACIONES (Número de viviendas en torno al punto de muestra, existencia a de
arroyo, corrientes de agua, charcos, drenaje, otros): Todas las viviendas que se encuentran el
fraccionamiento Ocotepec y el fraccionamiento Mitzumaru.
Tabla 1.- Factores topográficos e históricos
FACTORES TOPOGRÁFICOS E HISTÓRICOS
Factor Intervalos o categorías Atributo relativo Observaciones Calificación
Inclinación de los taludes
Más de 45° 2.0 5
Estimar el valor medio. Úsese clisímetro 1.4
35° a 45° 1.8 4 25° a 35° 1.4 3 15° a 25° 1.0 2
Menos de 15° 0.5 1
Altura
Menos de 50 m 0.6 1 Desnivel entre la corona y el valle o fondo de la cañada. Úsense nivelaciones, planos o cartas topográficas. Niveles dudosos con GPS.
1.2 50 a 100 m 1.2 2
100 a 200 m 1.6 3 Más de 200 m 2.0 4
Antecedentes de deslizamientos en el sitio, área o región
No se sabe 0.3 1
Reseñas verosímiles de lugareños. 0.3
Algunos someros 0.4 2 Sí, incluso con fechas
Fecha:_________________________ 0.6 3
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016
FACTORES GEOTÉCNICOS
Factor Intervalos o categorías Atributo relativo
Observaciones Calificación
Tipo de suelos o rocas
Suelos granulares medianamente compactos a sueltos. Suelos que se
reblandecen con la absorción de agua. Formaciones poco
consolidadas.
1.5 a 2.5 5 Vulnerables a la erosión; o suelos
de consistencia blanda.
1.5
Rocas metamórficas (lutitas, pizarras y esquistos) de poco a muy
intemperizadas. 1.2 a 2.0 4
Multiplicar por 1.3 si está agrietado.
Suelos arcillosos consistentes o areno limosos compactos.
0.5 a 1.0 3 Multiplicar por 1.2 a 1.5, según el
grado de meteorización.
Rocas sedimentarias (areniscas, conglomerados, etc.) y tobas
competentes. 0.3 a 0.6 2
Multiplicar por 2 a 4 según el grado de meteorización.
Rocas ígneas sanas (granito, basalto, riolita, etc.).
0.2 a 0.4 1
Espesor de la capa de suelos
Menos de 5 m 0.5 1 Revísense cortes y cañadas; o bien, recúrrase a exploración
manual. 1.4
5 a 10 m 1.0 2
10 a 15 m 1.4 3
15 a 20 m 1.8 4
FACTORES GEOMORFOLÓGICOS Y AMBIENTALES
Evidencias geomorfológicas de “huecos” en laderas
contiguas
Inexistentes 0.0 1 Formas de conchas
o de embudo (flujos).
0.0 Volúmenes moderados 0.5 2
Grandes volúmenes moderados 1.0 3
Vegetación y uso de la tierra
Zona urbana 2.0 1 Considérese no solo la ladera, sino
también la plataforma en la
cima
2.0
Cultivos anuales 1.5 2
Vegetación intensa 0.0 3
Vegetación moderada 0.8 4
Área deforestada 2.0 5
Régimen del agua en la ladera.
Nivel freático superficial 1.0 1
Detectar posibles emanaciones de agua en el talud
1.0 Nivel freático inexistente 0.0 2
Zanjas o depresiones donde se acumule agua en la ladera o la
plataforma. 1.0 3
SUMATORIA 8.8
OBSERVACIONES: De acuerdo a la sumatoria de calificaciones de los diferentes
factores, el grado de amenaza que se le adjudica a la ladera ubicada en la colonia “20 DE
NOVIEMBRE” AMENAZA ALTA.
Tabla 2.- Clasificación de peligro de deslizamiento de laderas.
Grado Descripción Suma de calificaciones
5 Amenaza muy alta Más de 10
4 Amenaza alta 8.5 a 10
3 Amenaza moderada 7 a 8.5
2 Amenaza baja 5 a 7
1 Amenaza muy baja Menos de 5
ANÁLISIS Y MODELADO DE LA LADERA
Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)
Figura 3. Datos de las propiedades del suelo como: cohesión, ángulo de fricción, Ru y peso
saturado para el modelamiento de la ladera.
Figura 4.Datos del módulo de elasticidad
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016
Figura 5. Coordenadas de la configuración del estrato.
Figura 6. Datos de análisis global de estabilización de laderas.
Figura 7.Parametros de búsqueda de superficie.
Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)
Figura 8. Modelamiento de la ladera.
Figura 9. Ladera analizada.
4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación
Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016
Resultados
Los resultados obtenidos son que el Factor de Seguridad o Sf es de 1.101, lo que significa
que el tipo de suelo y talud es estable, ya que de acuerdo al tipo de suelo que fue analizado por
medio por medio del método de Bishop circular, indica que si el factor de seguridad diera menor
de 1.0, se corre con mayor potencial de deslizamiento ya que esto genera que sea más probable a
su falla.
Por otra parte al sacar los resultados de la tabla de factores topográficos e históricos su
puntuación en el potencial de deslizamiento salió alto ya que su valor fue de 8.8.
Conclusión
En conclusión general, en la ladera que decidimos estudiar se encontró un factor de
seguridad de 1.101 por medio del método de Bishop, al igual encontramos en potencial de riesgo
de 8.8 esto de acuerdo al formato de estudio presentado anteriormente, lo que esto significa que
en esa ladera existe una amenaza alta de deslizamiento como también se puede presentar en una
imagen obtenida del programa Macstars 2000 donde se hizo el modelamiento de la ladera
introduciéndole al programa los datos recabados del suelo que ahí se encontró, esto nos da a
entender que esa ladera no podría ser adecuada para fraccionarse o cortarse para fines de
asentamientos humanos ya que se pondrían en riesgo muchas personas si ese deslizamiento que
se presentó en el programa llegara a presentarse en esa ladera en un tiempo determinado
Agradecimientos
Quiero agradecerle al Dr. Roberto Arroyo Matus por la confianza brindada y también por su
tiempo y amabilidad para resolver nuestras dudad, ya que fuera personalmente o por teléfono
nunca se negó en facilitarnos información o a aclarar dudas.
Referencias
JUARES BAIDILLO. (2012). MECANICA DE SUELOS 1. MEXICO DF: LIMUSA.
JUAREZ BADILLO. (2012). MECANICA DE SUELOS 2. MEXICO DF: LIMUSA.
CARLOS CRESPO. (2004). MECANICA DE SUELOS Y CIMENTACIONES. MEXICO DF:
LIMUSA.