el clima en la inestabilidad de laderas
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El clima en laInestabilidad de laderas-La época de lluvias-
Secretaría de GobernaciónCoordinación Nacional de Protección Civil
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1a. edición, noviembre 2002Versión Electrónica 2014
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© Autora: Ma. Teresa Vázquez Conde
Edición: Violeta Ramos RadillaPortada: D.G. Demetrio Vázquez Sánchez
ISBN: 970-628-630-6
Derechos reservados conforme a la leyIMPRESO EN MÉXICO. PRINTED IN MEXICO
Distribución Nacional e Internacional:Centro Nacional de Prevención de Desastres
SECRETARÍA DE GOBERNACIÓN
Miguel Ángel Osorio ChongSECRETARIO DE GOBERNACIÓN
Luis Felipe Puente EspinosaCOORDINADOR NACIONALDE PROTECCIÓN CIVIL
Dr. Carlos M. Valdés González DIRECTOR GENERAL DELCENTRO NACIONAL DEPREVENCIÓN DE DESASTRES
Contenido
Presentación 3
El clima en la inestabilidad de laderas- La época de lluvias
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¿Cómo influye el clima en la estabilidad de las laderas?
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¿Por qué la lluvia puede ser un detonador de un deslizamiento?
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¿Cómo afecta la lluvia a la ladera? 12
¿Medir la lluvia sirve como un parámetro de alerta en el deslizamiento de una ladera?
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¿Cómo influye la deforestación en el proceso de inestabilidad de una ladera?
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¿Qué debo hacer si vivo en una ladera y ocurre una tormenta prolongada o intensa?
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Presentación
Este folleto forma parte de la seriede publicaciones de la Estrategia Nacio-nal de Mitigación del Riesgo por Inesta-bilidad de Laderas (MILADERA). Dichaserie tiene la finalidad de difundir las ca-racterísticas principales y los conoci-mientos técnicos del fenómeno. En ellase incluyen folletos, fascículos, guías yotros manuales y documentos técnicospara la reducción del riesgo por inesta-bilidad de laderas.
La inestabilidad de laderas es, enocasiones, el resultado de la combina-ción de varios factores, ya sea natura-les o humanos. Uno de ellos es la ac-ción del hombre cuando deforesta losbosques y cambia el uso del suelo, mo-dificando las condiciones de equilibrio dela ladera. Otros son el relieve orográfico,el tipo de suelo, la presencia de sismosy, por supuesto, la lluvia intensa o abun-dante.
El clima, y en especial la lluvia, esuno de los detonadores naturales másimportantes en México. Basta recordar,por ejemplo, los lamentables hechosocurridos en la sierra norte de Pueblaen 1999, que cobró más de 200 vícti-mas, la mayoría de ellas ocurridas enTeziutlán; o bien los deslaves y flujos delodo acontecidos en Chiapas en 1998,o el flujo de escombros en Acapulco en1997, provocado por el huracán Paulineque produjo grandes pérdidas humanas
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Presentación
y económicas. En varios de los ca-sos de mayor impacto, la combina-ción de lluvias abundantes o intensas,con un inadecuado uso del suelo ydeforestación, fue el motor principalde la inestabilidad y los flujos.
En virtud de que el objeto de laProtección Civil es la población, esentre ella donde se deben concentrarlos esfuerzos de difusión, capacita-ción y preparación sobre la inestabili-dad de laderas. Se propone hacer én-fasis en destacar las consecuenciasque tiene la intervención del hombrecombinada con situaciones meteoro-lógicas desfavorables. Se espera quelos trabajos realizados respecto aeste interesante tema, inviten a la re-flexión y a adoptar medidas de miti-gación y protección.
A la fecha, en el comité técnicode MILADERA, participan expertos dediferentes instituciones, como elCENAPRED, los Institutos de Ingenie-ría y Geografía de la UNAM, la Secre-taría de Comunicaciones y Transpor-tes (SCT) y el Comité Administradordel Programa Federal de Construc-ción de Escuelas (CAPFCE). Estavariedad multidisciplinaria ha permiti-do, sin duda, enriquecer los trabajospublicados.
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El clima en lainestabilidad de laderas-La época de lluvias
La inestabilidad de laderas depende tantode factores naturales como humanos. Entrelos primeros destaca el clima, en especial porla influencia de la temperatura, humedad y,sobre todo, de la lluvia (figura 1). Por otro lado,la deforestación provocada por el hombre y losasentamientos humanos en las laderas, fre-cuentemente de tipo irregular, aumentan las po-sibilidades de que éstas se deslicen y consti-tuyan enormes amenazas para la población,sus bienes y su entorno.
¿Quieres conocer más sobre este interesantetema? Te invitamos a que sigas leyendo y a que con-sultes la serie de fascículos y material diverso que elCENAPRED ha preparado para conocer y entender elfenómeno de la inestabilidad de laderas.
Figura 1. Flujo de lodo provocado por las lluvias intensas durante el paso del huracán Mitch en Nicaragua, en 1998.
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¿Cómo influye elclima en laestabilidad de lasladeras?
México cuenta con una diversi-dad de climas, la cual comprende cli-mas cálidos-subhúmedos en 23% delterritorio nacional; secos en 28%, muysecos en 21% y templados-subhúmedos en 21% . También cuen-ta con climas cálidos con temperatu-ras medias anuales mayores que26°C y climas fríos con temperaturasmedias anuales menores que 10°C.En la figura 3 se muestra la distribu-ción de los climas en el territorio na-cional.
Figura 2. Varios aspectos que determinan el clima, como la vegetación y el relieve, pueden propiciar lainestabilidad de una ladera.
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La capa exterior de la cortezaterrestre, conocida como suelo, es laque está expuesta a la acción del cli-ma y puede sufrir serias alteracionesfísicas, sobretodo debido a la hume-dad excesiva de un clima tropical, unanevada intensa o a las lluvias copio-sas, aún en climas muy secos.
El clima puede causar cam-bios en las propiedades físicas delsuelo que propicien que una lade-ra pierda su estabilidad y que en-tonces pueda moverse. Aunquelos movimientos pueden tomar va-rios años para que sucedan, elproceso puede ser acelerado porla acción del hombre, por un sis-mo o, incluso, por el mismo climacuando ocurre un fenómeno extre-mo como es el caso de una lluvia
Figura 3. La distribución de climas en México (fuente: INEGI).
intensa provocada, por ejemplo,por la presencia de un huracán.
La combinación de diversos factores internos (composición delsuelo, geología, resistencia, etc.) y externos (clima, deforestación,sismos, etc.) de una ladera son los que pueden propiciar su inestabi-lidad. Por ejemplo, la combinación de un sismo y después de éste,intensas lluvias pueden provocar una buena cantidad dedeslizamientos (como ocurrió en El Salvador, en 2001), o bien, unvolcán activo, con gran cantidad de suelo y rocas sueltas deposita-das en sus laderas, más la presencia de lluvias fuertes, pude originarun flujo de escombros o de lodos (como fue el caso de Nicaragua conel huracán Mitch, en 1998).
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¿Por qué la lluvia puedeser un detonador de undeslizamiento?
Cuando la lluvia es abundante, o cuandoes intensa (llueve una gran cantidad de aguaen corto tiempo), o bien cuando se presentauna combinación de ambas (como ocurre enun ciclón tropical), se puede infiltrar una im-portante cantidad de agua en el suelo hastallegar a los estratos que alojan el agua subte-rránea (cuya frontera superior se llama nivelfreático). La entrada de agua al subsuelo en laladera puede llegar a un punto en que ésta úl-tima se desestabiliza. Esto se explica porqueel agua que se infiltra “empuja” a las partícu-las del suelo de modo que éste reduce su re-sistencia (incluso bajo su peso). De igual ma-nera, cuando las gotas de lluvia tocan la su-perficie terrestre y comienza a escurrir el aguahasta formar arroyos, ríos y lagos(escurrimiento superficial), es posible que lafuerza y el volumen de agua provoquen ero-sión en las orillas de los ríos que en ocasio-nes son laderas de una montaña (figura 4).
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Entre los principales aspectos del climaen nuestro país está la distribución de las llu-vias en el año. La lluvia varía en el territoriomexicano como se muestra en la figura 5. Laszonas con mayor cantidad de lluvia al año sonlas de color rojo y las que tienen escasa lluviason las de color verde claro.
Río
Figura 5. Lluvia media anual en la República Mexicana (fuente: Comisión Nacional del Agua).
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Figura 4. Deslizamiento de una ladera a la orilla de un río.
Los fenómenos meteorológicos másimportantes que provocan lluvia en Méxicoson:
♦ los ciclones tropicales que pueden in-tensificarse hasta huracanes y se presen-tan de mayo a noviembre; casos impor-tantes de inestabilidad de laderas provo-cados por la lluvia de ciclones se han dadoen Acapulco y Oaxaca en 1997 por el hu-racán Pauline (figura 6), y un ejemplo demayor devastación fue el paso del hura-cán Mitch por Centroamérica en octubrede 1998, cuyas lluvias torrenciales, prin-cipalmente en Honduras y Nicaragua pro-vocaron, entre otras cosas, el desliza-miento de laderas de grandes proporcio-nes (figura 7).
♦ las tormentas de invierno o frentes fríos,que en enero de 1993 produjeron lluviastorrenciales en la ciudad de Tijuana, re-gistrando importantes daños por inesta-bilidad de laderas; también se tienen laslluvias de verano, que ocasionan el ma-yor número de lluvias en el país y que enseptiembre de 1998, provocaron gravesinundaciones y flujo de lodos a lo largo delas montañas y costa sur del estado deChiapas (figura 8).
Figra 6. Flujo de escombros en Acapulco propiciado por las lluvias del huracán Pauline, 1997.
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Figura 7. Flujo de lodo en el volcán Casita,Nicaragua, 1998.
Figura 8. Flujo de una ladera en Motozintla, Chiapas, provocada por una lluvia de verano, 1998.
♦ las lluvias convectivas, que se caracteri-zan por ser muy fuertes, con poco tiempode duración (del orden de minutos o cuan-do mucho un par de horas) y ocurren enáreas pequeñas, éstas ocasionaron dañospor inestabilidad de laderas en Cuajimalpay Milpa Alta, Distrito Federal, en 1998.
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¿Cómo afecta la lluviaa la ladera?
Los efectos de la lluvia en la laderase pueden entender al revisar el transpor-te de agua en la atmósfera y en la tierra(ciclo hidrológico).
En la figura 9 se observa la for-ma en que el agua realiza un ciclo, elcual inicia cuando ésta se evapora enlos océanos debido al calentamientoproducido por el sol y sube a la atmós-fera formando nubes. Los vientostransportan las nubes a la masa con-tinental donde pueden generarse llu-vias. Al caer el agua de lluvia sobre lasuperficie terrestre, es interceptadaen parte por la vegetación, una parteescurre sobre el suelo (flujo superfi-cial), otra es absorbida por éste (infil-tración) e incluso sirve de recarga alagua subterránea (percolación). Elagua que escurre sobre el suelo des-
Figura 9. Ciclo hidrológico.
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EVAPORACIÓN
EVAPOTRANSPIRACIÓN
PRECIPITACIÓN
RÍO
CORRIENTE SUPERFICIAL
ALMACENAMIENTO
PRECOLACIÓN
FLUJO SUBTERRÁNEO
INFILTRACIÓN CCOONNDDEENNSSAACCIIÓÓNN
carga en ríos, arroyos y lagos, comoescurrimiento superficial. El agua quese precipita en la tierra, fluye hacia elmar como destino final, ya sea pormedio de la infiltración, agua subterrá-nea o por el escurrimiento superficial,comenzando con ello nuevamente elciclo hidrológico.
La infiltración o percolación delagua en el suelo provoca que éste seimpregne de humedad. La cantidad deagua que se infiltra al suelo dependede la capacidad de absorción o reten-ción de éste. Cuando el terreno se hu-medece al máximo (saturación) y estacondición dura un largo periodo, el sue-lo obtiene un peso adicional al suyo,debido a la carga de agua, el cual pue-de ocasionar la reducción de la resis-tencia del suelo e incluso causar queéste se comporte como un fluido.
El grado de afectación de la lluviaa la ladera depende de la cantidad dehumedad del suelo, de la inclinaciónde la ladera, del tipo de suelo, de suestado de alteración, de la temperatu-ra y del tipo de vegetación, entre otros.Es importante hacer notar que la ines-tabilidad de una ladera no se dará porla acción de una tormenta ordinaria,sino que ocurrirá tras una lluvia inten-sa o bien, después de una lluvia perti-naz por semanas, que saturará y even-tualmente afectará la estabilidad de laladera. El momento del colapso estárelacionado con el debilitamiento pro-vocado por la acción del hombre, conel tipo de suelo y con el clima predo-minante en la zona.
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¿Medir la lluvia sirvecomo un parámetrode alerta en eldeslizamiento de unaladera?
Si se estudian estadísticamentelas lluvias y los escurrimientos medi-dos con aparatos, y se revisan contravalores máximos admisibles, se pue-de estimar la probabilidad de que unaladera se vuelva inestable. Este factorse debe tomar en cuenta para identifi-car zonas de riesgo por inestabilidadde laderas provocadas por lluvias in-tensas.
En varias partes del mundo se usan sistemasde alerta basados en la cantidad de lluvia acumula-da, en su relación cantidad de lluvia- duración, asícomo en mediciones de la humedad y otras propie-dades del suelo. Para ello se establecen límites oumbrales de lluvia para conocer las condiciones mí-nimas de lluvia que propicien una inestabilidad enlas laderas.
La medición de lluvia proporciona un dato muyimportante para lograr la detección y pronósticooportunos de la inestabilidad de una ladera. En casode no contar con mediciones, es primordial comen-zar con ello y, como opción temporal, se puedenutilizar aparatos de bajo costo de medición de lluviainstalados en aquellas zonas con problemas deinestabilidad de laderas (figura 10).
Figura 10. Aparato de bajo costo para medir la lluvia.
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¿Cómo influye ladeforestación en elproceso deinestabilidad de unaladera?
La vegetación natural juega unpapel importante en la ladera, puestoque su comportamiento difiere depen-diendo si se trata de un bosque, este-pa, desierto, pradera o selva. Cuandoocurre una lluvia, los árboles y las plan-tas interceptan una parte del agua ensus ramas y hojas y otra porción deagua es retenida por las raíces en elsuelo. Ello permite que una menor can-tidad de agua escurra en la superficiey a su vez se reduzca la velocidad enríos y arroyos; por otro lado, la vegeta-ción evitará la erosión del suelo debi-da a la lluvia, y mejorará su resisten-cia al servir las raíces como armazón,evitando su desgajamiento. En cam-bio, un suelo sin vegetación debido ala acción del hombre (deforestación)o por circunstancias naturales, se sa-tura rápidamente y conduce un mayorvolumen de escurrimiento, por ello, ladeforestación acelera las condicionespara que ocurra la erosión de los sue-los por el efecto de las gotas en el sue-lo, debilitando su estructura.
Cuando llueve, las gotas de aguachocan con el suelo y provoca que laspartículas del suelo se desprendan entodas direcciones y que escurran porla ladera por la acción del agua. Mien-tras escurre, el agua también arrastra
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parte del suelo, llegando a formarpequeños surcos que colaborana la pérdida del suelo en la lade-ra. En el caso de que el suelo hayaperdido una gran cantidad de ma-terial, se llegan a formar grandessurcos que se transforman enocasiones en barrancas despuésde varias lluvias intensas. Es co-mún que este suceso se relacio-ne con la deforestación y con unestado muy avanzado de erosióndel sitio. Su característica princi-pal es su constante crecimientotanto en extensión como en pro-fundidad y puede producir inesta-bilidad en la falda de un cerro.Ejemplos claros de erosión sonel de Santa María Jajalpa, Estadode México (figura 11) y la sierranorte de Puebla (figura 12). Estasituación es gravísima, ya que conla erosión se pierde el suelo quese usa para la agricultura y parael crecimiento del forraje para ali-mentar el ganado.
Por esta razón, ladeforestación es un factor que de-bilita la estabilidad de las laderasdebido a la erosión que provoca yque si no se corrige a tiempo, lasconsecuencias pueden ser irre-versibles. La erosión se puedecombatir construyendo terrazasen las laderas, reforestando yconstruyendo pequeñas represaspara detener el suelo erosionadoen su camino hacia abajo porla ladera.
Figura 11. Barranca en franco proceso de formación enSanta María Jajalpa, Estado de México.
Figura 12. Grandes surcos en la sierra norte dePuebla. Nótese la deforestación.
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Si te interesa sabermás sobre el tema de laerosión, te invitamos aque leas el Fascículo No.8 sobre erosión, elabora-do en el CENAPRED.
¿Qué debo hacer si vivo enuna ladera y ocurre unatormenta prolongada ointensa?
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¡Manténte despierto y alerta! Muchas de las muertes causadas por flujos y deslizamientos ocurren de noche cuando la gente está durmiendo. Mantenerse atento a los avisos de tormenta por la radio. Tener presente que lluvias intensas de corta duración son particularmente peligrosas, especialmente si ocurren después de periodos largos de lluvia.
2 Considera evacuar tu hogar si vives en un área que es susceptible a movimientos de ladera, teniendo en cuenta que puedas hacerlo sin peligro.
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Estar atentos a cualquier sonido producido por escombros en movimiento, tales como árboles derrumbándose o peñascos que chocan uno con otro. Usualmente los flujos y deslizamientos mayores son precedidos por movimientos pequeños. Si vives cerca de un canal o arroyo, debes de estar alerta a cualquier cambio súbito en los niveles y turbulencia del agua. Estos cambios pueden indicar que han ocurrido movimientos. Evacúa el área inmediatamente, no trates de cruzar los arroyos, ni siquiera en vehículo pues la fuerza del fluido puede arrastrar objetos muy pesados y convertirlos en chatarra. No trates de salvar tus bienes, tú y tu familia son más importantes.
4 Cuando estés conduciendo un vehículo bajo condiciones de tormenta presta atención a los taludes de las carreteras ya que éstos son muy susceptibles a caídos, flujos y deslizamientos. Mantente alerta a la carretera por si ves lodo y rocas, ó el pavimento colapsándose, ya que estos pueden indicar la presencia de un movimiento de ladera.
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Vigila el drenaje en los taludes alrededor de tu hogar. En especial observa aquellos lugares donde las corrientes de agua convergen causando que el flujo de agua sobre esos suelos aumente. Mantente atento a cualquier rasgo que pueda indicar algún movimiento de suelo en las colinas que estén cerca de tu hogar, tales como pequeños deslizamientos, flujos de escombros y / o múltiples árboles inclinados cuesta abajo.
Agradecimientos
Se agradece la participación y los valiosos comentarios del Dr.Martín Jiménez, Dr. Oscar Fuentes, Dr. Jesús Gracia del Instituto deIngeniería, quienes revisaron reiteradamente el documento, al M.I.Carlos Gutiérrez, Dr. Sergio Alcocer, M.I. Fermín García, Dra. IrasemaAlcántara, M.I. Alonso Echavarría, M.I. Leobardo Domínguez y M.I.Ignacio Noriega por sus interesantes comentarios. También se agra-dece la ayuda del pasante en Ingeniería Mario Suárez en la elabora-ción de las figuras para el presente folleto.
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«Folleto El clima en la inestabilidad de laderas - La época de lluvias»Se terminó de imprimir en Diciembre del 2002,
en los talleres de Medios y Canales S.A. de C.V.Exconvento de Churubusco No. 331 Col. Evolución Edo. de México, La edición en papel
lustrolito de 150 grs. en interiores y portada en cartulina sulfatada de 14 puntos- consta de1000 ejemplares más sobrantes para reposición.
