EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE ESTABILIDAD DEL TERRENO EN EL ÁREA DEL MUNICIPIO DE MURRA, NUEVA SEGOVIA

Transcripción

1 EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE ESTABILIDAD DEL TERRENO EN EL ÁREA DEL MUNICIPIO DE MURRA, NUEVA SEGOVIA Deslizamiento de tierra en corte de camino principal hacia el Municipio de Murra Por: Tupak Obando Rivera Ingeniero Geólogo. Master y Doctorado dentro del Programa Inter.-Universitario de Doctorado y Maestría en Geología y Gestión Ambiental de los Recursos Mineros de la UNÍA (Huelva, España) 2008

2 CONTENIDO I. - INTRODUCCIÓN II.- OBJETIVO III.- METODOLOGÍA DE TRABAJO IV.- LOCALIZACIÓN Y ACCESO AL SITIO V.- GEOLOGÍA DE MURRA Los movimientos de masas en taludes de corte de terreno en Murra Factores influyentes en la inestabilidad del terreno VI.- CUATIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES EVALUADOS VII.- OBRAS DE MITIGACIÓN VIII.- CONCLUSIONES IX.- RECOMENDACIONES X.- BIBLIOGRAFÍA XI.- ANEXOS

3 I. INTRODUCCIÓN Tras la ocurrencia de movimientos de masas en el casco urbano del Municipio de Murra (Nueva Segovia, Nicaragua) el día 24 de Septiembre del presente año se promueven acciones conjuntas por especialistas de instituciones nacionales directamente comprometidos con la evaluación y prevención del peligro que representan estos a sus pobladores. Estos eventos no causaron afortunadamente pérdidas de vidas humanas, solamente daños a 14 viviendas locales y Centro de Salud municipal construido en el año 1996 (C$ 2 mill. Aprox), el cual se encuentra moderadamente afectado poniendo en riesgo a las personas que son atendidas y/o que laboran en el mismo. Por ello se realizan inspección de campo hacia la zona de interés que deriva posteriormente en la preparación del presente informe técnico. La visita se efectuó el 26 de Septiembre del presente año contándose con la compañía de los Señores Juan Aventura Quintero (Vice Alcalde y coordinador del COMUPRED de Murra), Aquiles Sarante (Responsable de Planificación de Murra), y habitantes del lugar. La organización del Equipo Técnico estuvo conformado por el Dr. Tupak Obando, geólogo junto a líderes comunales, pobladores y autoridades de la municipalidad. II. OBJETIVO Reconocer y caracterizar condiciones de inestabilidad del terreno en el área del Municipio de Murra para sustentar acciones de prevención y mitigación con base en conocimientos ecuánimes, y proponer algunas recomendaciones al respecto.

4 III. METODOLOGÍA DE TRABAJO 3.1 Trabajo de oficina Para atender esta emergencia se recopilaron y revisaron los mapas topográficos y geológicos para efectos de localizar y cartografiar los movimientos de masa, así como información geológica del área de interés. La hoja topográfica estudiada es Ciudad Sandino 2957-II, de Ineter, escala 1:50,000 de En esta etapa se obtuvo mapa geológico del sitio tomando como fuente de datos la cartografía presentada por CATASTRO 1972, de los que se derivó la litología superficial afectada por procesos inestables del terreno. 3.2 Trabajo de campo Se consultó a los delegados de la alcaldía de Murra y pobladores de área afectada de ocurrencia anteriores de movimientos de rocas y suelos en taludes de camino de penetración. En el sitio de los deslizamientos de tierra, se reconoce acumulación de suelos y rocas angulosas pero con distribución puntual, es decir reducida a la base del talud evaluado. Los puntos de observación se geo-referencian con GPS manual, modelo Garmin III Plus en coordenadas con unidades UTM y datum WGS 84, y otros puntos de control, como caminos secundarios en proximidades al lugar de interés. La precisión de las mediciones fue ±7 metros. Para ello, se elaboró y uso ficha de inventario de taludes para presentar observaciones y de evidencia de los sitios de movimiento de masa y su ilustración a través de recursos fotográficos. 3.3 Elaboración de informe final El informe final es resultado de la obtención de datos y sus análisis. Se introducen en el programa ArcGIS 9,0 y se incorpora a la base de datos del Sistema de Información Geográfica del SIG-Georiesgos de Ineter, que se ha preparado para este efecto. Los datos obtenidos en la oficina fueron organizados y correlacionado con la levantada durante los recorridos de campo para efectos de preparar el documento Final de la visita a Murra. Los datos originales tomados en el terreno son transformados junto con el

5 mapa de campo al datum WGS 84, para mantener las mismas referencias. El programa usado para elaborar figuras y anexos gráficos es ArcGIS 9. IV. LOCALIZACIÓN Y ACCESO AL SITIO Los deslizamientos de tierra se localiza en los sectores Este, Oeste y Sur de la municipalidad de Murra, separados unos de otros alrededor de 500 metros. En el lugar se destaca denso caserío concentrado y exigua vegetación y suelos destinados especialmente a la actividad agrícola del café, frijoles y maíz. Para llegar al sitio se toma la carretera que conecta los poblados de Managua con Sébaco, Estelí, Condega hasta alcanzar el Empalme de Murra Palacaguina. Posteriormente, se toma de desvío carretera a la izquierda (al Este) hacia Totogalpa, San Fernando, El Jicaro hasta el poblado de Murra, el cual se interna en un pequeño valle aluvial rodeado por colinas y próximo a las riberas Murra. Figura 2. Ruta de acceso al sitio del Río La ruta se ilustra en la Figura 2.

6 V. GEOLOGÍA DE MURRA El área de Murra con una elevación de 810 msnm, es estructura llana, relieve bajo con pendiente suave menor de 5º por donde se abren paso el agua de escorrentía en cauces muy superficiales, rodeado por colinas redondeadas con pendientes que superan los 30º, En mapa geológico (Figura 1), escala 1:50,000 indica que este lugar corresponde a llanura sedimentario de relieve bajo sujeto a la remoción del suelo a causa de precipitaciones ocasionales en zona de recuadro negro. Es un área de interés geológico por la vocación mineral natural, en que se hallan oro y platas en aquello lugares recóndito y más alto del lugar como Cerro El Edén, Cerro Aserradero y otros. Figura 1. Mapa geológico del área de interés. Mapas geológicas Ciudad Sandino II, escala 1:50,000. Catastro e Inventario de Recursos Naturales, 1972.

7 Los materiales que se exponen en las paredes del corte de terreno está constituida por suelos de color café hasta amarillento con espesor variables de textura areno-limosa, arcillas y limo-arena sin consolidar, deleznable, húmedo, superficialmente meteorizada acompañada de fragmentos de filitas grafitosas alteradas y fracturas de color gris verdusca (Foto 2). Foto x. Perfil vertical de corte de terreno expuesto por deslizamiento de tierra en el lugar V.1 LOS MOVIMIENTOS DE MASAS EN TALUDES DE CORTE DE TERRENO EN MURRA Se presenta para el área afectada 14 deslizamientos de tierras con zonas de arranque de material entre 5 y 20 metros, y ángulos de caída medido entre 24 y 59º alcanzando recorridos entre 10 a 50 metros con elevaciones entre 783 a 846 msnm tal como se ilustra en cuadro 1. Cuadro1. Puntos de observación de movimientos de suelos y rocas locales Sitios de deslizamientos de tierra Coordenadas UTM Altura del talud (m) Ángulo del talud (o) *Longitud del talud (m) Elevación topográfica (msnm) XUTM YUTM

8 Hay que destacar la presencia de depósitos coluviales al pie de los taludes evaluados conformando mezcla caótica de suelos areno-arcilloso color café amarillento fácilmente erosionable con láminas filitas grafitosas meteorizadas y alteradas sin estratificación definida ni fracturación, que rodaron pendiente abajo del terreno creando morfología superficial de montículos. Muchos de los sitios visitados tienen referencias espaciales presentadas en el cuadro anterior. Entre los factores contribuyentes se reconocen el relieve escarpado taludes evaluados, sus pendientes fuertes mayores a 30º, el grado de fractura de la roca y de la meteorización que genera suelos de poca consistencia por su textura areno-limosa. Otro factor importante es la actividad lluviosa, que favorece la remoción de materiales de laderas del volcán, en que se humedece y satura el suelo que provoca su movilización en forma de deslizamientos de tierra. Una situación así, podría considerarse potencialmente peligrosa por su grado de movilización y alcance para viviendas próximas a los taludes de suelos y rocas del área de Murra.

9 Leyenda Dirección del movimiento Masa movilizada Deslizamiento de tierra Puntos de observación Figura 2. Ubicación geográfica del Municipio de Murra. Hojas Topográficas El Carmen 2957-II. Escala 1:50,000 de Ineter, 1988

10 VI. CUANTIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES EVALUADOS En la actualidad se presentan en publicaciones científicas diversas metodologías internacionales para cuantificar la inestabilidad de taludes en suelos y rocas, desarrollados fundamentalmente para aplicación a materiales geológicos. En el presente trabajo fue seleccionado el Método Hoek y Bray por la disponibilidad de datos geométricos, y parámetros resistentes característicos del lugar con vista a la determinación de factores de seguridad representativos y su representación gráfica y numérica en aquellos sitios proclives a desestabilizarse. Con ello se definió el factor del medio físico (suelo y/o roca) más influyente en la generación de movimiento de masa y establecer así la condición de estabilidad de los taludes evaluaos plasmados en ábaco de cálculo. Esto permite a su vez ir cavilando medidas correctoras y/o estabilizadoras para su empleo en áreas afectadas como la estudiada. HOEK Y BRAY (1981) Consiste en relación geométrica entre parámetros físicos resistentes del terreno y ángulo de talud expresado en ábacos de cálculo destinados a determinar el factor de seguridad de cada punto de observación ponderado (taludes evaluados). En nuestro caso los valores numéricos de variables resistentes se recogen de referencias internacionales ya reconocidas. Este método obedece a tres modelos matemáticos que se muestran a continuación:

11 Donde: c : Cohesión del suelo expresada en unidades de kg /cm2 Ÿ: Peso específico del agua que oscila entre 1,5 a 1.8 kg/cm2 H: Altura del talud medido en metros. Ø : Ángulo de fricción interna. Unidades expresadas en grados o porcentaje. F: Factor de Seguridad. Unidad adimensional Figura 1. ÁBACOS DE HOEK Y BRAY. En general se contabilizaron más de 14 puntos de medición en donde se tomaron datos susceptibles de ser modelizados con este método. No obstante, se solicitó la selección de los valores adecuados de ángulos de fricción interna y cohesión para suelos y rocas encontradas en el lugar a partir de propuesta de Lee Abramson et. a. (1996), y Vallejos (2002) que se ilustra en la Tabla 1. Tipo de Suelo y/o Parámetros físico resistentes Roca Cohesión (kg/cm 2 ) Ángulo de fricción interna promedio (º) Filita c = 0 Ø = 21 Arcilla c= 1.2 Ø = 20.5 Arenas c= 0.8 Ø = 32 Limo c=0.3 Ø = 28 Fuente: Lee Abramson et. a. (1996), y Vallejos (2002) Se obtienen con la aplicación de este método factores de seguridad menor de 1, siendo las condiciones de los taludes evaluados no favorable para la cimentación de infraestructura física.

12 VII. OBRAS DE MITIGACIÓN Después de conocida la ocurrencia de procesos inestables del terreno en el área de interés se proponen en el presente documento algunas medidas oportunas con vista a aumentar elementos que favorecen la estabilidad o bien aminorar la influencia de factores desestabilizadores. Hay que destacar que el ejercicio de prácticas adecuada de ingeniería en Murra están destinadas a aminorar la erosión y meteorización de los materiales que constituyen el frente y pie de taludes estudiados, disminuir el ángulo del talud, o bien, moderar la altura efectiva de estos a través de la ejecución de gradillas que ofrezca condiciones estables de suelos y rocas. De igual manera, se interviene ingenierilmente el terreno para aminorar el ingreso de agua de escorrentía en el subsuelo y aumentar la seguridad frente a movimientos de masas. Figura x. ALGUNA PROPUESTAS DE MEDIDAS CORRECTORAS PARA ESTABILIZAR EL TERRENO EN MURRA Con todo lo anterior se ilustra a través de imágenes fotográficas algunas propuestas de obras ingenieriles que permitirán alcanzar en una u otra forma condiciones de estabilidad del terreno. Esta se presenta a continuación.

13 a) b) Figura x. a) Bio-ingeniería, hilera de arbustos y/o grama de baja altura dispuesta en escalón paralelas al frente de talud espaciada vertical como horizontalmente menos de 2m. b) Muros de gaviones con disposición horizontal y escalonada al pie de talud revestido de malla metálica en cuyo interior se encuentra bolones de formas casi redondeadas y tamaño pequeño. a) b) Figura x. a) Muro de contención, básicamente pared de argamasa dispuesta horizontalmente al pie de talud con altura no mayor de 10 metros en cuyo interior huecos para escapatoria de agua del interior del suelo movilizado. b) Instalación de vallas metálicas perimetrales no solo en oficinas de Juzgados y Policías de Murra, reproducir esta técnica en aquellas viviendas con corte de taludes bajos menores de 5y 6 metros de alto.

14 Figura x. Vista de muro de sostenimiento en Hospital de Murra que tuvo fallos físicos posiblemente a que las fuerzas reales transmitida por el movimiento de masa superaron o igualaron las fuerzas de diseño constructivo encaminándose a la rotura de sus uniones, desplazamiento y volcamiento de la pared. Si se procura aumentar la resistencias de sus uniones está es una opción más para proteger construcciones importantes locales. Es preciso decir que el interior del muro no muestra agrietamiento ni dislocaciones tiene inclusiones de huecos circulares que permiten la salida del agua contenida en el subsuelo.

15 VIII. CONCLUSIONES No se conoce de muchos movimientos de masa en Murra, los más conocido fueron los eventos ocurridos el miércoles 24 del presente mes de 2008, descritos en este documento. Los deslizamientos de tierras locales, por sus dimensiones con un área superficial tienen extensión local cuyos avances es sosegado con irregularidades topográficas, y en otros casos por las viviendas del lugar. Se valora una condición no favorable de los taludes reconocidos. Los factores que contribuyen la formación de movimientos de masas locales son la forma escarpada del terreno, con pendiente ligeramente mayor 30º, meteorización de la roca filitas grafitosas y suelos de textura areno-limosa, arcilla y limo-arenas en el lugar. Los factores anteriores combinados con el factor climático, caso la lluvia como mecanismo de disparo de este tipo de inestabilidades del terreno. La mayoría de materiales geológicos encontrados antes descritos afectados por movimientos de masas se encuentran leve hasta intensamente fracturado, meteorizado y alterado. De los 14 deslizamientos de tierra reconocidos, tienen escenarios de ocurrencia con pendientes del terreno que varía entre 24º<m< 59º; altura del talud entre 5 y 20m. Por la proximidad, ubicación geográfica y distribución en el terreno, las viviendas asentadas a la base de cada talud evaluado inevitablemente son afectados con menor o mayor severidad por el arrastre de material de suelo. Con el método de Hoek y Bray se obtiene coeficiente de seguridad promedio sobre estabilidad de los taludes evaluados menores de 1, debido a la condición física y tipo de materiales encontrados, variaciones de los parámetros resistentes y topografía puntual. Las obras civiles de mitigación (especialmente para viviendas populares, y el Hospital de Murra) deben construirse considerando las condiciones topográficas, geológicas y geotécnicas del área. Por tanto se proponen algunas obras de

16 ingeniería para atenuación de procesos inestables del terreno. Tales como: Bioingeniería, Muros de gaviones, Muros de contención, y Vallas metálicas IX. RECOMENDACIONES A pobladores: a) Notificar a las autoridades locales, alcaldía, Defensa Civil y organismos de prevención de señales de desplazamientos de tierra y roca provenientes de taludes del terreno. Señalización de zonas de derrumbe, deslizamiento y áreas escarpe fuertes en el relieve. b) Participación activa en las acciones en pos de la prevención y mitigacion que organice la municipalidad ante la amenaza de deslizamiento. A la administración municipal: a) Reubicación de viviendas hacia zonas identificadas como de menor Riesgos. b) Tratamiento General en las colindancias del Sector poblado con vista a definir taludes, drenajes, control de la deforestación, sobre todo en áreas amenazadas por deslizamientos de tierra. c) Obras de mitigacion en Centro de Salud, bermas o gaviones, muros de contención, bio-ingeniería, mallas de retención reforzadas con contrafuertes y otras, especialmente mayor atención en los análisis de emplazamiento para proyectos de infraestructura física local. d) Atender las informaciones de los pobladores y reportar a las autoridades del nivel central del gobierno, como SINAPRED, Ineter y Defensa Civil para la asistencia inmediata de los técnicos de estas instituciones. e) Definir e implementar Planes de crecimiento urbano que contemplen la prevención y mitigacion de amenazas por inestabilidad de terrenos. (de acuerdo a cálculos realizados en modelados de taludes la distancia pertinente para emplazamiento no debe ser menor de los 10 mt. de la cota superior a la cota inferior) f) Promoción de cultura de prevención, a través de campañas y jornadas de reforestación de laderas para fijar estructuras de suelo; Realizar sesiones

17 científico informativas del escenario real del municipio, coordinado entre autoridades municipales y población en general. g) Hacer uso de sus medidas de control como ordenanzas municipales encaminadas a la prevención y reducción de estas amenazas y riesgos, una vez definidos los planes de Crecimiento urbano y planes de prevención y mitigacion a las amenazas latentes en el municipio. h) Actualización en uso de sistemas constructivos: reemplazo de cerramiento exterior de adobe por mampostería (confinada y/o reforzada), fundaciones de pedestal y zapatas reemplazadas por pilotes (en el caso de las construcciones en riveras). X. BIBLIOGRAFÍA 1.- INETER. (1988). Hoja topográfica 2957-II a Escala 1:50, DEFENSA CIVIL DE NICARAGUA (2008). Comunicado escrito. Managua, Nicaragua

18 XI. ANEXOS Anexos 1. Ejemplares de Inventario de Taludes

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22 Anexos 2. RECURSOS ICOGRÁFICOS LOCALES a) b) Anexo 2.1. a) Se presenta en parte superior del terreno rotura circular del material que deriva en movimiento de suelo y roca pendiente abajo, en donde se localizan vivienda local. b) Se visualiza escarpe del terreno casi circular e irregular detrás de la infraestructura física de la policía de Murra. a) b) Anexo 2.2. a) Introducción de material areno-arcilloso y su esparcimiento en el interior de casa, visto durante inspección de campo. b) Se observa borde casi circular en pared de corte de terreno de donde desciende material fragmentario y lodoso detrás de viviendas del lugar.

23 a) b) Anexo 2.2. a) Suelo de textura areno-limosa color café erosionado por el agua de escorrentía que desembocan hacia el precipicio, en donde se revela directamente bajo los cimientos de viviendas populares la apertura de grietas superficialmente tapizada en parte por la vegetación. b) Se observa techo de casa derribado por desplazamiento de suelo en donde ingresan volúmenes considerables de material limoso color café y algunos fragmentos de ramas de árboles aledaños. a) b) Anexo 2.3. a) Daños físico ocasionados a infraestructura de iglesia en Murra, en que techos de la edificación se vinieron abajo y la aparición de grietas e sus paredes b) Se observa columnas de la iglesia agrietadas y desplazada pocos centímetros en sentido horizontal.

24 Anexos 2. a) Condición natural de la estabilidad de taludes in situ (trazo color verde). b) Deslizamiento de tierra ocurrido el día miércoles 24 de septiembre del 2008 en vivienda de señora Rosa Blanco, en que se indica en trazo color rojo la zona de apertura de la rotura, y en color amarillo la dirección del desplazamiento de suelos y fragmento de roca. Anexos 3. Variación de la altura de apertura contra longitud recorrida para deslizamientos de tierra en el área de Murra. Deslizamientos de tierra, Log L = log H

25 Sitios de medición Coordenadas UTM Altura del talud (m) Ángulo del talud (o) *Longitud del talud (m) Elevación topográfica (msnm) XUTM YUTM * Se determina a partir del Modelo numérico Log L = log H Anexos 4. Propuesta de modelación matemática y gráfica de la situación geométrica (altura del talud versus longitud recorrida) contribuyente en la inestabilidad de taludes de suelos y rocas de Murra.

26 Anexo 5. Datos del personal participante y acompañante durante la visita de campo al área de interés en Murra, Nueva Segovia Nombres y Institución Cargo Teléfono Correo electrónico Apellidos *Dilsia Habitante No disponible No disponible Castellón de Murra *Sergio Habitante No disponible No disponible Talavera de Murra *Oscar No disponible No disponible Castellano Yina Mendoza SE SINAPRED Asistente técnico ymendoza@sinapred.gob.ni José Luis Pérez MTI Resp. Departamento dgnormas@mti.gob.ni Juan Aventura Alcaldía de Vice-Alcalde No disponible Quintero Murra Aquiles Sarante Alcaldía de Responsable de aquilessarantes@yahoo.com Murra Planificación *Rosa Blanca Habitante No disponible No disponible Herrera de Murra *Rosa Habitante No disponible No disponible Evangelina González Díaz de Murra *Johanny Ortiz Habitante No disponible No disponible de Murra *Amparo Habitante No disponible No disponible Gómez de Murra *Reymundo Habitante No disponible No disponible Bacilo de Murra *Leoncio Habitante No disponible No disponible Carresco de Murra *Alcides García Habitante de Murra No disponible No disponible *Pedro Antonio Mairena González *Harbin Castellón Habitante de Murra No disponible No disponible Habitante de Murra No disponible No disponible * Personas cuyas casas fueron afectadas por deslizamientos de tierra