Análisis de potencial de deslizamiento de laderas. Colonia 20 de noviembre en Chilpancingo de los Bravo

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1 Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016) 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 21 y 23 de septiembre 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

2 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT 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.

3 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 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT 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.

5 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:

6 Niveles de agua subterránea en la pendiente de la ladera 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016 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.

7 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) 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 Inclinación de los taludes Altura Antecedentes de deslizamientos en el sitio, área o región Intervalos o categorías Atributo relativo Más de a a a Menos de Observaciones Estimar el valor medio. Úsese clisímetro Menos de 50 m Desnivel entre la corona y el valle o 50 a 100 m fondo de la cañada. Úsense nivelaciones, planos o cartas 100 a 200 m topográficas. Niveles dudosos con Más de 200 m GPS. No se sabe Algunos someros Sí, incluso con fechas Fecha: Reseñas verosímiles de lugareños. Calificación

8 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016 Factor Tipo de suelos o rocas Evidencias geomorfológicas de huecos en laderas contiguas Vegetación y uso de la tierra Régimen del agua en la ladera. FACTORES GEOTÉCNICOS Intervalos o categorías Atributo relativo Suelos granulares medianamente compactos a sueltos. Suelos que se reblandecen con la absorción de 1.5 a agua. Formaciones poco consolidadas. Rocas metamórficas (lutitas, pizarras y esquistos) de poco a muy 1.2 a intemperizadas. Suelos arcillosos consistentes o areno limosos compactos. 0.5 a Rocas sedimentarias (areniscas, conglomerados, etc.) y tobas 0.3 a competentes. Rocas ígneas sanas (granito, basalto, riolita, etc.). 0.2 a Menos de 5 m Espesor de la 5 a 10 m capa de suelos 10 a 15 m a 20 m FACTORES GEOMORFOLÓGICOS Y AMBIENTALES Inexistentes Volúmenes moderados Grandes volúmenes moderados Observaciones Vulnerables a la erosión; o suelos de consistencia blanda. Multiplicar por 1.3 si está agrietado. Multiplicar por 1.2 a 1.5, según el grado de meteorización. Multiplicar por 2 a 4 según el grado de meteorización. Revísense cortes y cañadas; o bien, recúrrase a exploración manual. Formas de conchas o de embudo (flujos). Zona urbana Cultivos anuales Vegetación intensa Vegetación moderada Área deforestada Considérese no solo la ladera, sino también la plataforma en la cima Nivel freático superficial Nivel freático inexistente Zanjas o depresiones donde se acumule agua en la ladera o la plataforma Detectar posibles emanaciones de agua en el talud Calificación 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 Amenaza baja 5 a 7 1 Amenaza muy baja Menos de 5 ANÁLISIS Y MODELADO DE LA LADERA

9 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

10 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT 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.

11 Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016) Figura 8. Modelamiento de la ladera. Figura 9. Ladera analizada.

12 Resultados 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016 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 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.