Algunos Fenomenos Deslizamiento Por Huracanes

SCG-Sociedad Colombiana de Geotecnia, ISBN 958-33-9676-1Algunos fenómenos de deslizamiento de laderas ocasionados por el Huracán Stan, a su paso por el estado de Puebla - México, en octubre de 2005. Óscar A. Cuanalo C.1, Aldo O. Oliva G.2, Paúl Quezada P3 Alejandra M. Olivan R.4 Benemérita Universidad autónoma de Puebla. Puebla-México. (1) Universidad Central Martha Abreu de las Villas, Santa Clara-Cuba. (2) Becario de la OEA. (3) Ex-becaria CONACyT. Puebla-México. Resumen El huracán Stan causó serios daños y desastres a los estados de Puebla, Veracruz, Tabasco, Chiapas, Yucatán y Quintana Roo, entre otros. En la Región Montañosa de Puebla (Sierras Norte y Nororiental), las lluvias torrenciales de octubre de 2005 alcanzaron valores superiores a 100 mm por día (umbral), causando inundaciones y deslizamientos de laderas que afectaron principalmente a los sectores de vivienda e infraestructura carretera. Fueron afectados más de 40 municipios en nuestro estado, donde existen muchas comunidades indígenas pertenecientes a grupos étnicos que habitan zonas clasificadas como de alta y muy alta marginación, cuyas características entre otras, incluyen localidades con menos de 2500 habitantes, población analfabeta en gran porcentaje, ingresos económicos muy bajos, infraestructura social muy reducida y vivienda en condiciones de hacinamiento; en estas comunidades los fenómenos naturales provocan verdaderos desastres. En este artículo se presentan diversos deslizamientos de en Zacapoaxtla y Zapotitlán de Méndez, haciendo hincapié en las características geomorfológicas de las laderas y de los factores desencadenantes. Abstract The hurricane Stan caused damages to the states of Puebla, Veracruz, Tabasco, Chiapas, Yucatan and Quintana Roo, México, among others. In the Mountainous range of Puebla (North-eastern and North ridge), heavy rains of October 2005 reached values over 100 mm-day (threshold), causing floods and landslides that affected mainly sectors of housing and highways. More than 40 municipalities were affected, including ethnic groups that inhabit zones classified as of high and very high isolation, whose characteristics among others, include less than 2500 inhabitants, illiterates, incomes very low and poor social infrastructure; in these communities natural phenomenon cause true disasters. This paper presents landslides in Zacapoaxtla and Zapotitlan of Mendez, including the geomorphologic characteristics and the triggering factors. 1 ANTECEDENTES El paso del huracán Stan por la región sureste de México provocó grandes daños y desastres en muchas comunidades. Las Sierras Norte, Nororiental y Negra del estado de Puebla también fueron afectadas por las fuertes lluvias provocadas por el huracán durante los días 4 al 7 de octubre del año pasado, al punto que se han requerido varios cientos de millones de dólares para los trabajos de reconstrucción de viviendas, hospitales, centros escolares y obras viales principalmente. Ante esa situación, la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) envió a la zona, 91 importante ayuda consistente en cerca de 15 toneladas de alimentos y ropa, a más de brigadas de médicos, enfermeras, odontólogos, químicos e ingenieros civiles. Autoridades de los municipios afectados, solicitaron la ayuda de la brigada de ingenieros civiles de la BUAP para colaborar en la evaluación de los daños producidos en los Municipios de Zacapoaxtla y Zapotitlán de Méndez y en la comunidad de San Miguel de Atlequizayán, especialmente en lo que a hospitales, viviendas, escuelas y obras viales se refiere. De esa manera, personal del Grupo de “Amenazas y Riesgos Geológicos” que participa en el “Proyecto de Investigación de Riesgos en particularmente en las sierras Norte y Nororiental (Fig. se encuentra ubicada la colonia El Fortín. valor definido como el umbral de precipitación que activa deslizamientos en la región de estudio (Cuanalo. principalmente en tres zonas: en la colonia el Fortín. Ixtepec. en la carretera que conduce a la ciudad de Zaragoza. Acatepec. Ahuacatlán. En la región montañosa del estado. Telpetlán. habitan muchas comunidades indígenas pertenecientes a grupos étnicos que habitan zonas clasificadas como de alta y muy alta marginación. Tepeyahualco. al sur con Oaxaca y Guerrero. Tetela de Ocampo. La Soledad. Tetela de Ocampo. Coxcatlán. Hueytamalco. Chapulco. 2. y que han sido afectadas por desastres naturales. 2 DESLIZAMIENTOS EN EL MUNICIPIO DE ZACAPOAXTLA El Municipio de Zacapoaxtla se localiza en la parte norte del estado de Puebla. Mena. El Seco. Cuetzalan. Necaxa. Tlacotepec. Cuetzalan. Teteles de Ávila Castillo. sus coordenadas geográficas son los paralelos 19º 44'18" y 19º 59'18" de latitud norte y los meridianos 97º 31'42" y 97º 37'54" de longitud Occidental. Tehuacán. Tepetzintla. Xoxhiapulco. Chignahuapan. 40. Quimixtlán.Taludes y Laderas Naturales de las Sierras Norte y Nororiental del Estado de Puebla”. registrándose lluvias extremas (precipitaciones diarias que. poniendo en riesgo las casas ubicadas en el pie y en la 92 Figura 1 Localización de la zona de estudio Dentro de los municipios más afectados en el estado de Puebla. en la colonia Texpilco y en la calle 16 de septiembre. 1. precipitaciones diarias superiores a los 100 mm. 1. resultan superiores al 90% de los registros) y en ciertos casos nuevos máximos históricos en varias estaciones pluviométricas del estado. presentándose. al compararse con la muestra de lluvias diarias del mismo mes para los últimos 30 años o todos los datos disponibles en dicha estación. sitio en el que se detectaron socavaciones y deslizamientos en el talud de la carretera hacia Xochiapulco. Tlaxcala e Hidalgo. Ayotoxco de Guerrero. Las Margaritas. Morelos. Ahuazotepec.1 Colonia El Fortín Hacia el suroeste de la ciudad. ha inspeccionado varios sitios afectados por las lluvias torrenciales en las mencionadas poblaciones. Francisco Z. particularmente relacionados con lluvias torrenciales. Venustiano Carranza. En las visitas efectuadas a Zacapoaxtla se observaron numerosos deslizamientos. Hueytlalpan. Las estaciones que registraron nuevos máximos históricos fueron: Acateno. Cuautempan. Amixtla. Zacapoaxtla y Zochitlán. Teziutlan. . 2004). Cuyoaco. Venustiano Carranza. Chignahuapan. Ciudad Serdán. en varios casos. Juan Galindo. destacan los siguientes: Zacapoaxtla. al este con Veracruz y Oaxaca. los Reyes de Juárez. Ajalpan y Chignahuapan.1 Zona de estudio El estado de Puebla se encuentra ubicado al sureste de la República Mexicana. Tlatlauquitepec. presentando en este artículo los aspectos más importantes relacionados con los deslizamientos de taludes y laderas visitados. capital del estado del mismo nombre. Teziutlán. Huauchinango. Zona de estudio Jonotla. Alchichica. Zongozotla. La ciudad de Zacapoaxtla está ubicada a 156 km de la ciudad de Puebla. Zapotitlán de Méndez. 1). Huitzilan de Serdán.2 Precipitaciones provocadas por el Huracán Stan La Comisión Nacional del Agua (CNA) reportó que las lluvias ocurridas en el estado de Puebla entre los días 4 y 7 de octubre de 2005 se originaron como un alcance de las bandas nubosas del ciclón tropical Stan y la onda tropical No. Ciudad de México. tal como ocurrió en octubre de 1999 y ahora recién en octubre del 2005. limitando al norte con los Estados de Hidalgo y Veracruz. y al oeste con Guerrero. presentando el talud una altura de 10 m y una pendiente aproximada de 60º (Cuanalo et al.3 Colonia Texpilco La colonia Texpilco se ubica en el sector sureste de la ciudad. 6) (Cuanalo et al. 93 Figura 5 Descarga inadecuada del drenaje de las casas-habitación. 2005). en ese sitio se presentaron deslizamientos superficiales en suelo arenoso de origen pumítico. 2. 2 y 3). y b) por la existencia de fugas en el sistema de drenaje (Cuanalo et al. Figura 4 Fallas en el talud carretero camino de entrada a la ciudad de Zacapoaxtla. infiltrándose hacia el terraplén y ocasionando la falla de la estructura. También se pudo constatar que en ese sector. mismo que tiene una altura aproximada de 10 m y una pendiente de unos 70º (Fig.cabecera del mismo (Figs. constituidas por alcantarillas de tubo de concreto de 1. Figura 3 Deslizamiento de ladera y afectaciones a casas-habitación en la colonia el Fortín. los drenajes de las casas ubicadas en la cabecera de la ladera descargan sus aguas residuales directamente en el talud carretero. Se presentaron tres fallas de talud carretero en sitios de cruce de obras de drenaje transversal..2 Carretera Zacapoaxtla-Zaragoza La carretera que conduce a Zaragoza está localizada hacia el sur de la ciudad. originando erosión del terreno y la saturación de los suelos que conforman el talud (Fig.. 5). 2005). . 2005). Figura 2 Socavación en el mirador ubicado sobre la calle El Fortín. Los deslizamientos ponen en riesgo a las viviendas ubicadas en el escarpe superior del talud. 4). Las fallas de talud se originaron probablemente por dos motivos: a) el área hidráulica del sistema de drenaje fue insuficiente para desalojar el caudal generado por las precipitaciones extraordinarias presentadas.20 m de diámetro (Fig. ocasionando que el agua fluyera sobre la carpeta asfáltica. 2. Los deslizamientos del terreno ocurrieron primordialmente en materiales areno-limosos volcánicos.. . está ubicado geográficamente entre los paralelos 19º 58' 10" y 20º 01' 36" de latitud Norte y los meridianos 97º 38' 36" y 97º 44' 24" de longitud Occidental. 3. ya que puede presentarse otro deslizamiento contiguo (Cuanalo et al. 2. Por lo expuesto. se realizaron trabajos de campo relacionados con topografía y mecánica de suelos. además de ensayes de laboratorio.30 m de altura. Figura 6 Afectaciones en la colonia Texpilco. concretamente en el sector Agua de Chapulama. 2005). 3 DESLIZAMIENTOS EN ZAPOTITLÁN DE MENDEZ Zapotitlán de Méndez. 7).30 m Figura 8 Escarpe e inclinación de árboles en ladera del sector Agua de Chapulama. Los trabajos de topografía en la ladera consistieron en el levantamiento de una poligonal y la obtención de tres perfiles.. de determinar las características geométricas de ella y de monitorear su movimiento.teniendo una altitud promedio de 640 msnm. 2005). 2. la capital del estado. se han producido en años pasados. La ciudad de Zapotitlán de Méndez está ubicada a 223 km de Puebla. con la finalidad de establecer las características geométricas de la 94 Figura 7 Falla del muro de contención en la calle 16 de septiembre.. Para el efecto. análisis geotécnico preliminar y colocación de puntos de control topográfico para monitoreo de la ladera referida. municipio ubicado en la sierra norte del estado de Puebla.4 Calle 16 de Septiembre En ese sitio se presentó un deslizamiento que provocó la pérdida de dos casas de madera y el colapso de un tramo de muro de contención (Fig. a) Topografía. movimientos de tipo rotacional en la ladera que se han puesto en evidencia con la inclinación de árboles y la formación de un escarpe superior de 2. 8) (Cuanalo et al.1 Ladera potencialmente inestable en el sector de Chapulama Hacia el sur de la ciudad de Zapotitlán de Méndez. que se abordan en los siguientes párrafos. Este deslizamiento pone en peligro a las casas aledañas. hechos que hacen pensar con preocupación en el posible deslizamiento de esa masa de terreno inestable (Fig. se han realizado trabajos en esa ladera con el fin de caracterizar los suelos que la constituyen. destacando que debido a la importante presencia de partículas de tamaño de gravas (lutitas meteorizadas) no fue posible moldear las probetas para la realización de ensayes de compresión triaxial. en el material correspondiente a la zona del escarpe (Cuanalo et al. pues el método de estabilización o de control que puede ser necesario adoptar. etc. Las laderas constituidas por este tipo de material se caracterizan por su alta susceptibilidad a deslizamientos rotacionales. y son rocas muy deleznables y frágiles. Es importante indicar que. principalmente en lo que a actividad y velocidad de movimiento se refiere.88 Peso volumétrico (g/cm3)* 1. b) Mecánica de suelos.arena arcillosa con grava.85 Límite líquido (%) 38. PCA realizado en el escarpe superior de la ladera. Cuanalo (2002) afirma que la estabilidad de las laderas conformadas por lutitas y limolitas es precaria. Se realizaron dos pozos a cielo abierto (PCA) en la ladera. como ya se mencionó. El monitoreo permitirá determinar las características del movimiento. con la finalidad de obtener muestras que permitan establecer las propiedades índice y mecánicas de los materiales que comprenden la cobertura superficial de ella. aunque también hay que tomar en cuenta otros aspectos como la disponibilidad de materiales.18 % Arena 27. PCA realizado aproximadamente en la mitad de la ladera. Propiedades índice del material de cobertura superficial de la zona del escarpe.97 % Finos 45.69 Clasificación SUCS: SC . 9 y 10). Tabla 1. con el fin de realizar un monitoreo permanente del movimiento de la ladera. se dejaron nueve puntos de control topográfico superficial: seis dentro de la zona potencialmente inestable y tres fuera de ella.71 Índice de plasticidad (%) 9. La población de Zapotitlán de Méndez y particularmente el sector sur se encuentra ubicado en las lutitas de la formación Tamán. Característica Valor % Grava 26. Figura 9.84 95 . Se obtuvo una muestra inalterada en cada PCA para la determinación de las propiedades geomecánicas y muestras alteradas con la finalidad de realizar pruebas de clasificación.ladera. Contenido de humedad (%)* 7. aspectos económicos. en la zona del escarpe superior. el primero se ubicó en la parte alta. y el segundo. deberá considerar el tipo y características del movimiento. la accesibilidad al sitio. aproximadamente en la parte media de la ladera (Figs. 2006). Figura 10. ya que estos materiales presentan planos de foliación con espesores de unos cuantos centímetros. En las tablas 1 y 2 se presenta un resumen de los resultados obtenidos en las pruebas de laboratorio.40 Límite plástico (%) 28.. se procedió a trazar una serie de círculos probables de deslizamiento en cada uno de los tres perfiles topográficos. que afectaría directamente a una parte importante de la población ubicada en el sector sur-este de la comunidad de Zapotitlán de Méndez.80 Límite plástico (%) 28.98 Ángulo de fricción interna (°)1 43 Cohesión (kg/cm2)1 0.69 1066.17 Índice de plasticidad (%) 7.33 31.30 Límite líquido (%) 35.653 m3 (Tabla 3). Zona transversal No.21 18. 11). Obtenida la geometría de la ladera y con el conocimiento de que los materiales que la conforman son susceptibles a presentar deslizamientos de tipo rotacional con superficies de falla de forma circular.55 9892.63 27. Figura 11.arcilla delgada con arena.25 329.H PC 5 PC 8 G-H E MPI EZA DE SFI LA DE RO 1 En términos de esfuerzos totales y considerando resistencia máxima. Contenido de humedad (%) 25.89 9192.42 1066.99 % Arena 22. PC 3 PC 6 J U N TO A À RB OL IN C L IN AD O c) Análisis geotécnico preliminar.43 PC 1 G.84 659.53 m³ En la fig. No.Tabla 2. 2 En términos de esfuerzos totales y considerando resistencia residual.05 3 Peso volumétrico (g/cm ) 1.74 33.00 Volumen Total 98653.25 659.33 41738. Las superficies probables de deslizamiento fluctúan en profundidades máximas de entre 15 y 20 m (Fig.56 1598.44 0. Propiedades índice y mecánicas del material de cobertura superficial de la parte media de la ladera.24 1128.90 Ángulo de fricción interna (°)2 41 Cohesión (kg/cm2)2 0. Tabla 3.63 Clasificación SUCS: CL . 12 se presenta un croquis en planta de la zona de deslizamiento. el volumen a deslizar sería de 98.71 % Finos 73. Cálculo de volumen probable a deslizar.42 1332. Círculos probables de falla. Característica Valor % Grava 3.00 533. Secc. en el que se muestran los perfiles transversales tomados y las distancias medias entre ellos 96 . 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 Area de Area Distancia la seccción media Volumen media (m2) (m2) (m) (m3) 0.24 1598.52 37829. “Inestabilidad de Laderas”. etc. se desprende que la ladera se encuentra en un estado potencial de falla.30 0. por tanto.buap. se emplearon cartas de diseño de taludes fundamentadas en el método de Spencer. En la ladera estudiada se observaron varios afloramientos de agua que inducen a pensar que el nivel freático estará bastante superficial y que es razonable considerar un ru = 0.. Para la aplicación de las cartas de diseño. REFERENCIAS Cuanalo O. tipos de materiales. 97 . para el estudio de los factores influyentes en la rotura y para conocer el comportamiento mecánico de los materiales del talud. La resistencia obtenida puede ser usada para análisis posteriores conducentes a proponer medidas de estabilización o corrección.82 0. Editorial John Wiley and Sons.51 Figura 12 Croquis en planta de zona de deslizamiento. USA. Reporte de la Visita Técnica Realizada al Municipio de Zapotitlán de Méndez . Reporte de la Visita Técnica Realizada al Municipio de Zacapoaxtla ..Puebla.67 0. 47 en http://www. a partir de los datos de campo necesarios (geometría. Cuanalo O. ya que del análisis geotécnico preliminar se obtuvo que para un FS = 1.67 kg/cm2).040 4. Cuanalo O. Reporte Técnico Facultad de Ingeniería BUAP. modelo de falla.. Cuanalo O. presiones hidrostáticas. considerando una altura de la ladera de 52 m y una inclinación de 23º (Tabla 4).85 0. 2006). método de equilibrio límite basado en dovelas y que satisface rigurosamente el equilibrio en cada una de ellas (Abramson et al.5 Coeficiente c/(F H) c (Kg/cm2) 0. Sharma S.5.72 0.5 para el análisis (Cuanalo et al. siendo necesario realizar.075 7. una serie de excavaciones en la ladera que permitan determinar de manera precisa la posición del nivel freático (Cuanalo et al. los parámetros resistentes del terreno (cohesión y ángulo de fricción) que cumplen la condición de equilibrio estricto del talud a lo largo de la superficie de falla (factor de seguridad FS = 1).). 2006). Hernández J y Quezada P. (2005b)... Informe Técnico BUAP.Puebla.12 0. Estos análisis consisten en determinar. Reporte Técnico Facultad de Ingeniería BUAP. (2002). por lo que es recomendable tomar medidas en la ladera. Lee T. (2006). análisis geotécnico que se realiza una vez que la rotura ya se ha producido. 2002). Slope Satability and Stabilization Methods. Estudios Ingeniero-Geológicos Preliminares para la Ladera del Sector Agua de Chapulama de Zapotitlán de Méndez-Puebla.005 0. para las condiciones reales en que ésta tuvo lugar y no solamente para una pequeña muestra del material que constituye el talud.100 10. se debe determinar un parámetro denominado ru.008 0.030 3.Se ha preparado un cuadro con los valores de cohesión (c) y ángulo de fricción ( ) con los que se cumple el equilibrio estricto en la ladera (factor de seguridad igual a 1).18 0. en una próxima visita. y Óbice G.060 6. conociéndose. modelo y geometría de inestabilidad. el mecanismo. Se efectuó también un análisis simplista a “posteriori” de la ladera. ru = 0.mx/num47/htm/51. los parámetros de resistencia probables son similares a los obtenidos en laboratorio ( =41º y c=0.007 0. º 10 15 20 25 30 35 40 41 42 Analizando los valores obtenidos en la tabla 4 y los resultados de los ensayes de laboratorio (Tabla 2)..018 1. Es un análisis muy útil para la caracterización geomecánica de los materiales involucrados.09 0. (2005a).htm (2006-02-21)..elementos. Torres A.. y Quezada P. Para el efecto. definido como la relación entre la presión de poro y el esfuerzo vertical a una determinada profundidad. Abramson L. Hernández J y Quezada P. (2002). Revista Elementos No. Tabla 4: Resultados del análisis a posteriori para ru = 0.