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ATLAS MULTIDISCIPLINARIO Y DE RIESGO GEOTÉCNICO DE LA ZONA CONURBADA AL

NORPONIENTE DEL VALLE DE MÉXICO

ESPECIALIDAD: INGENIERÍA GEOLÓGICA

José María Chávez Aguirre Doctorado en Geología

Fecha de ingreso: 25 de septiembre de 2008

Tacuba No. 5, Centro Histórico, 06000, México, D.F. Teis.: 5521-4404, 5521-6790 y 5518-4918 Fax: 5518-5515 www.ai.org.mx [email protected]

(llçrinhinario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México

ACADEMIA DE INGENIERÍA MÉXICO

CONTENIDO

Pag. RESUMEN EJECUTIVO 3

1. INTRODUCCIÓN 4 2. LA GEOTECNIA 5

LA CUENCA DE MÉXICO 8 NORPONIENTE DEL VALLE DE MÉXICO 12

S. LOS ATLAS DE RIESGOS 15 ATLAS MULTIDISCIPLINARIO Y DE RIESGO GEOTÉCNICO 17 MUNICIPIO DE ATIZAPÁN DE ZARAGOZA 25 CONCLUSIONES 38 REFERENCIAS 39 BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA 40 AGRADECIMIENTOS 41 CURRÍCULO VITAE 42

Especialidad. Ingeniería Geológica


1ÍIIclnIInarIo y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México

ME1EJECUTIVCADEMIA DE INGENIERÍA

Menieríauna descripción de los alcances y objetivos de la Geotecnia como especialidad

en México; su definición y aplicaciones principalmente en el desarrollo urbano y social y el importante papel que juega la Geología en ella.

Se describe brevemente la geología de la Cuenca de México y las sierras que la circundan, sus principales estructuras y la secuencia estratigráfica que la constituye.

Para ubicar en el ambiente geológico el área motivo de este trabajo, se presenta una reseña de la estratigrafía de la zona norponiente del Valle de México, donde se encuentran principalmente rocas volcánicas y piroclásticas del Mioceno-Plioceno. Se hace énfasis en la Formación Tarango, debido a que de ella se extrajo, mediante excavaciones subterráneas, parte del material que se utilizó para construir en la Ciudad de México, dejando en esta zona una gran cantidad de áreas minadas que constituyen actualmente un riesgo para la población.

Se presenta una definición de los Atlas de Riesgos, sus características y forma de desarrollo y una descripción de los riesgos geológicos. Se maneja el concepto de prevención de desastres concluyendo que éstos no son naturales, sino producto de las condiciones de vulnerabilidad y exposición de la población ante ellos.

Se propone la elaboración del Atlas Multidisciplinario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México, desde los puntos de vista geológico-geotécnico, sociológico, jurídico, económico, histórico y de comunicación. Su desarrollo como proyecto de investigación persigue el objetivo de aportar los estudios científicos y técnicos para realizar un atlas sobre los riesgos/seguridad de los habitantes de los municipios de Naucalpan, Tlalnepantla, Atizapán, Cuautitlán de Romero Rubio y Cuautitlán Izcalli, en el Estado de México, para prevenir y mitigar desastres como deslizamientos de tierras, inundaciones, fracturamientos o hundimientos.

Como ejemplo de aplicación se describen los avances de este proyecto en el Municipio de Atizapán de Zaragoza, en el cual existe una gran cantidad de minas subterráneas que afectan a la población provocando hundimientos, fracturamientos y colapsos en las construcciones y en el que actualmente la Dirección de Protección Civil se ha dado a la tarea de rehabilitar estas excavaciones con una mezcla de cal derivada de la producción de acetileno y el desecho de la industrialización de perlita extraída de minas de Oriental, Puebla, procedimiento que ha resultado más económico y eficaz que los métodos tradicionales.

Palabras clave atlas, riesgos, geotecnia, zonificación, geología, estratigrafía, perlita, puzolanas.



nario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México

ROLCCIÓN:ACADEM1A DE INGENIERÍA itres por las aplicaciones de la Geotecnia en diversos tipos de terrenos se

M E *r'rh'entó a partir de los sismos de 1985 que afectaron la Ciudad de México en donde, por la importancia histórica, política y económica de la región, se desarrollan obras de edificación y urbanas.

El desarrollo poblacional origina que en la periferia de la Ciudad de México y los municipios conurbados se construyan estructuras para viviendas, oficinas, industrias y obras urbanas, sin tener el conocimiento científico (geológico-geotécnico, jurídico, socioeconómico, histórico y comunicativo) de las características y propiedades de los suelos.

La información geotécnica actual, al respecto de la zona conurbada al norponiente del Valle de México, se obtiene de algunas obras civiles que se han realizado; sin embargo, esta información está dispersa o es celosamente guardada por las empresas que la han elaborado, lo que ha obligado a realizar una gran cantidad de estudios de tipo geotécnico para conocer el comportamiento de los suelos y las problemáticas de cimentación en obras de ingeniería.

Especialidad: Ingeniería Geológica

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Tacuba No. 5, Centro Histórico, 06000, México, D.F. Teis.: 5521-4404, 5521-6790 y 5518-4918 Fax: 5518-5515

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ACADEMIA DE INGENIERÍA - .i GEECNIA

MEI9enta años de práctica, desarrollo e investigación de la Geotecnia en México, la Geología y la Ingeniería Civil han alcanzado muchos logros en esa disciplina; se puede afirmar que la experiencia acumulada en casi cinco décadas en obras como presas, edificaciones, carreteras y puentes entre otras, ha permitido que actualmente se sistematicen muchos de los procedimientos que se siguen para realizar un estudio de cimentación para la construcción de las obras. Se entiende que cada obra constituye un problema diferente y en consecuencia tiene su propia solución; sin embargo, la metodología que permite identificar el problema de cada una de ellas puede establecerse como un lineamiento general y seguirse con la flexibilidad que cada caso amerite.

La labor del especialista en Geotecnia trasciende en prácticamente todos los ámbitos. Gracias a su trabajo es posible construir grandes obras civiles como puentes, carreteras, túneles, edificios o presas y garantizar su duración por largo tiempo con un mínimo de mantenimiento.

El geotecnista es un profesional con conocimientos profundos de geología, mecánica de rocas y mecánica de suelos, los que suma a la práctica de su carrera como ingeniería civil, arquitectura, geofísica o geología.

Su actividad central está dirigida a clasificar y definir las características del macizo rocoso que contendrá a la obra civil. Para citar un ejemplo que incluya las construcciones en las que interviene, podríamos mencionar las plantas hidroeléctricas.

Una planta de este tipo requiere el desarrollo de infraestructura de acceso como la construcción de carreteras que soporten el tránsito de maquinaria y equipo pesado, la de túneles que atraviesen las montañas que se interponen, o la de puentes que permitan pasar sobre los ríos caudalosos en los que se construyen estas gigantescas obras.

Dos ejemplos de obras de este tipo son las presas de Aguamilpa, en Nayarit y de Zimapán, en Hidalgo. Ambas son de usos múltiples, es decir, además de generar energía eléctrica conducen, a través de canales, agua para riego de áreas agrícolas que anteriormente padecían escasez de este recurso. También permiten el desarrollo de la piscicultura y el turismo.

Estas obras, que requieren una gran inversión, constituyen una apreciable fuente de empleo para las comunidades cercanas y obligan a la construcción de pueblos o fraccionamientos que substituyen a los afectados por las inundaciones provocadas por los embalses.

Actualmente, el hombre se maravilla al ver estas portentosas obras de la ingeniería civil, pero difícilmente se pregunta sobre qué tipo de roca o de suelo descansan, qué características tienen los cimientos, qué se hizo para que el agua no se filtrara por el piso del embalse. ¿Por qué las cortinas no son dañadas por los sismos que constantemente las azotan?, ¿de dónde surgieron los materiales que se utilizaron para su construcción?, ¿cuánta gente trabajó y durante cuánto tiempo antes de iniciarlas?

Generalmente, los trabajos de ingeniería básica y geotecnia previos a una construcción de este tipo duran de cinco a diez años, durante los cuales se exploran los ríos y las



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g1terístIas de las Auelo para hacerles pruebas en laboratorios, para conocer su porosidad,

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t?rn'ét' a pruebas las rocas y suelos en general antes de dar su opinión sobre la factibilidad de la construcción.

Apoyado en el trabajo del geotecnista, el ingeniero civil construirá su obra, el ingeniero mecánico verá funcionar sus equipos, como turbinas y generadores, y el ¡ngeniero electricista conducirá la energía hacia zonas rurales que anteriormente no la disfrutaban y hacia áreas conurbadas industriales o nuevas comunidades que incrementan la demanda.

El geotecnista debe conocer las características geológicas por lo menos de nuestro país, los tipos de rocas que lo conforman y los fenómenos naturales a que están expuestas. No es lo mismo construir una autopista como la que une a la Ciudad de México con Acapulco, que otra como la que conduce de Chihuahua a Ciudad Juárez.

La primera atraviesa la Sierra Madre del Sur, aquejada constantemente por sismos de gran magnitud, producidos por el desplazamiento de la placa oceánica del Pacífico bajo el continente americano, mientras que el norte del país es prácticamente ajeno a este tipo de movimientos.

Estas autopistas requieren la construcción de túneles y puentes. Tales obras plantean interrogantes acerca de la estabilidad y permeabilidad de las rocas a través de las cuales se excavará un túnel o de la resistencia del macizo rocoso sobre el que descansarán los pilares, en ocasiones de más de cien metros de altura, que sostendrán a los puentes vehiculares que permitirán transitar sobre los ríos.

El geotecnista responde a esas preguntas sometiendo a las rocas a los estudios anteriormente mencionados; prevé riesgos a los que está expuesta una obra civil, garantiza la perdurabilidad de la construcción y selecciona los cimientos de obras que disfrutarán miles de usuarios.

Los sismos de 1985 que afectaron a la Ciudad de México, atrajeron el interés del público en general hacia la actividad del geotecnista. Después de esa tragedia el Valle de México se vio sometido a una gran cantidad de estudios de geotecnia. Se analizaron los suelos que lo constituyen y se plantearon métodos constructivos que contribuyeran a incrementar la resistencia de las obras civiles o arquitectónicas a los movimientos causados por terremotos, de los que la ciudad no puede escapar.

La geotecnia colabora en la búsqueda de medios que garanticen la seguridad y bienestar de la población de una ciudad tan grande y tan expuesta a los eventos naturales como la de México. Su contribución es palpable en una obra tan indispensable como el Sistema de Transporte Colectivo (Metro) o en la construcción de líneas de conducción de agua que alimentan al Distrito Federal, como el acueducto perimetral de hasta ocho metros de diámetro.

La zona conurbada de esta metrópoli crece en forma muy acelerada. La población se acumula en terrenos inestables como las áreas minadas de rellenos anteriores de barrancas, naturales o provocadas por el hombre. Estas áreas pueden ser localizadas por el geotecnista y prevenir desastres como hundimientos de colonias enteras.

Especial dad: Ingeniería Geológica 6


illnario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México

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tn'bi n se puede decir que es de reciente creación, es la Geología Aplicada a la Ingeniería, que toma los conceptos necesarios de las distintas áreas que conforman el campo de estudio de la Geología, ciencia con una gran tradición y antigüedad, cuyo campo de aplicación e influencia abarca mucho más, como es el caso de la Geofísica, la Ingeniería Sísmica, la Ingeniería Estructural, la Ingeniería de Materiales y en los últimos años la Computación, así como las interrelaciones entre estas disciplinas y algunas otras más.

El término Geotecnia fue acuñado en 1948 por la Institución de Ingenieros Civiles de Gran Bretaña y reconocido en 1974 por la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles.

La Mecánica de Suelos fue reconocida como una disciplina importante de la ingeniería civil a partir de 1925, con la publicación de los trabajos del Dr. Karl Terzaghi, que incluyen el término "ingeniería geológica".

Durante muchos años la Mecánica de Rocas fue una disciplina desarrollada y aplicada por ingenieros civiles y geólogos en la minería y en la industria del petróleo. Fue reconocida como parte de la ingeniería civil en 1966, durante el Primer Congreso de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas, en Lisboa.

GEOTECNIA

DISCIPLINAS PRINCIPALES

GEOLOGÍA APLICADA

MECÁNICA DE SUELOS

MECÁNICA DE ROCAS

DISCIPLINAS COMPLEMENTARIAS

GEOFÍSICA APLICADA

INGENIERÍA SÍSMICA

INGENIERÍA ESTRUCTURAL

INGENIERÍA DE MATERIALES

COMPUTACIÓN

Especialidad: Ingenieria Geológica


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3. LA CUENCA DE MÉXICO

Enclavada en el centro del Eje Volcánico Transmexicano, la Cuenca de México posee una interesante historia geológica. Para fines del Mioceno, hace unos catorce millones de años, como se puede apreciar en el mapa de la izquierda de la figura 1, la actividad volcánica rindió sus primeros frutos: la Sierra de Pachuca (1), la de Guadalupe (2), la de Tepotzotlán (3), la del Tepozán (4) y la de Las Pilas (5). Les seguirán, con cerca de diez millones de años, la Sierra de Las Cruces (6), que delimita la parte occidental de lo que hoy es la Cuenca de México y, al oriente, las primeras formaciones de la Sierra Nevada (7) y de la de Río Frío (8). Este amplio valle por donde circulaban varios ríos, quedó cerrado hace cerca de setecientos mil años, cuando una intensa actividad volcánica dio origen a la Sierra de Chichinautzin (9), privando al río Balsas de un afluente y formando una cuenca cerrada de cerca de 8 000 km 2 . Al oriente, fruto de una serie de erupciones intermitentes a lo largo del Cuaternario, concluía la formación de la Sierra Nevada, en donde se levantan los conos del Popocatepetl y del Iztaccihuatl con sus fumarolas, dando a la cuenca el aspecto que se muestra en el mapa de la derecha y que es el que conocieron sus primeros pobladores.

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Figura 1. La Cuenca de México

El Valle de México, con una superficie de 7160 km 2 , era una cuenca cerrada hasta 1789, año en que se abrió el tajo de Nochistongo, actualmente el Valle cuenta con dos túneles más en Tequisquiac que lo comunican a la cuenca del río Moctezuma.

La Cuenca de México comprende una de las porciones centrales del Cinturón Volcánico Transmexicano (CVT). Varios factores geológicos se conjuntan para hacer de la Cuenca una provincia de alto riesgo sísmico. Por un lado la actividad ígnea y sus sistemas complejos de fallas y fracturas conjugadas, actualmente activas, y que forman sistemas de fosas y pilares (figura 2). Las fosas están azolvadas con espesores potentes de sedimentos lacustres intercalados con lavas y piroclastos, lo que indica que el hundimiento del basamento, debido a la emersión regional de CVT, está acompañado por la actividad magmática de la placa oceánica de Cocos. Dentro de la Cuenca de México se manifiestan altos estructurales y depresiones locales a diferentes niveles estratigráficos, los cuales se originan por la influencia regional de fallas y

Especialidad: Ingeniería Geológica 8


fracturas conjugadas SW-NE y SE-NW, que afectan a toda la República Mexicana, desde el Pacífico hasta el Golfo de México (Aguayo y Marín, 1989).

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Figura 2. Estructuras Geológicas de la Cuenca de México (Aguayo y Marín, 1989)

De acuerdo con Vázquez y Jaimes, 1989: "Durante el Aptiano al Turoniano Tardío, prevaleció la sedimentación marina calcárea en la Cuenca de México. La sedimentación calcárea cambió a detrítica marina tipo flysch, en el intervalo de tiempo comprendido entre el Coniaciano y Campaniano Temprano. Las secuencias cretácicas fueron plegadas en el transcurso del Maestrichtiano al Eoceno Temprano. Durante el Eoceno Tardío-Oligoceno Temprano, sedimentación clástica continental tipo molasa y efusiones basálticas alcalinas, acontecieron contemporáneamente con fallamiento normal conjugado con desplazamiento lateral derecho.

Rocas volcánicas calci-alcalinas de composición variable de andesítica a riolítica y del Oligoceno Tardío-Mioceno Temprano, se relacionan genéticamente a la paleoconvergencia entre las placas oceánica de Farallón y continental Norteamericana. Volcanitas calci-alcalinas del Mioceno Medio y Tardío, marcan el inicio de la subducción

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Especialidad Ingeniería Geológica 9

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sedimentos del Grupo Balsas. A profundidades de 1 500 a 3 000m los sedimentos marinos plegados del Cretcico forman anticlinorios y sinclinorios extensos.

Estructuralmente el valle está flanqueado, al poniente por la fosa de la Sierra de Las Cruces, al norte por la fosa de Barrientos, al sur por la fosa compleja del Chichinautzin. A profundidad las vulcanitas del Oligoceno están controladas por la fosa Tenochtitlán, dirigida al NW. Las series volcánicas superiores están afectadas por fosas dirigidas al NW, al NE, al E y finalmente al ENE. Estas últimas están genéticamente ligadas a la fosa moderna del Chichinautzin. Su génesis se explica por empujes y cizalleos pulsantes y cambiantes a partir de las subducciones en el Pacífico."

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Especialidad. Ingeniería Geológica II


4. NORPONIENTE DEL VALLE DE MÉXICO

Vázquez y Jaimes (1989), en su descripción de la Geología de la Cuenca de México, mencionan las unidades litológicas que afloran al Norponiente del Valle de México, compuestas principalmente por rocas volcánicas y piroclásticas. La secuencia inicia con rocas extrusivas del Mioceno Medio y Tardío (Tmv), que difieren en composición litológica y posición estratigráfica de las rocas volcánicas del Oligoceno Tardío-Mioceno Temprano, representadas en la Cuenca por la Riolita Tilzapotia.

Según estos autores, los afloramientos de Tmv se distribuyen por toda la cuenca en áreas pequeñas, en la mayoría de los casos por encontrarse cubiertos por materiales volcánicos más recientes. En el norponiente afloran en las bases de las sierras de Guadalupe y Las Cruces y se encuentran ampliamente distribuidas más al norte, en la base de la Sierra Tepotzotlán. Estas rocas están constituidas por secuencias de tobas, brechas volcánicas y lavas. Estas últimas son andesitas de lamprobolita o de augita, andesitas de hiperstena y dacitas; las tobas son cristalinas andesíticas.

En el subsuelo de la porción sur de la Cuenca de México, estas rocas cubren en discordancia a las volcánicas del Oligoceno Tardío al Mioceno Temprano y, en lugares donde éstas no se encuentran, cubren al Grupo Balsas y a las rocas cretácicas. A su vez, se encuentran cubiertas en discordancia por las unidades pliocénicas y en ocasiones por unidades del Cuaternario.

Sobre la secuencia del Tmv descansa un conjunto de rocas extrusivas que representan un segundo periodo magmático del Cinturón Volcánico Transmexicano y al cual Vázquez y Jaimes (op. cit.) denominan Depósitos Volcánicos del Plioceno Temprano (Tpv). Estas rocas localmente afloran en los flancos de las Sierras Las Cruces, Zempoala y Río Frío, y en cerros aislados en el resto de la cuenca; también coronan las sierras de Guadalupe y Tepotzotlán. Los afloramientos exponen espesores de 650m. Sobreyacen en discordancia erosional a rocas volcánicas del Oligoceno-Mioceno y están cubiertas de la misma forma por unidades volcánicas del Plioceno Tardío y Cuaternario. La composición varía de andesítica a dacítica; las secuencias piroclásticas generalmente no están consolidadas, constituyen tobas cristalinas, vítreas, líticas y pumíticas, tanto de flujo piroclástico como de "surge" piroclástico.

Vázquez y Jaimes (op. cit.) designan como Formación Otomí (Tpo) a los productos volcánicos emitidos durante la parte más temprana del Plioceno Tardío, que se encuentran al occidente de la Cuenca de México, en la Sierra de Monte Alto. Se encuentran afloramientos en la carretera que va de Naucalpan a Jiquipilco y en la carretera que va al centro ceremonial Otomí, del que toma su nombre la unidad. Esta unidad se caracteriza por estar formada en su mayor parte por depósitos piroclásticos en los que predominan flujos piroclásticos de ceniza y secuencias de "surges" de cristales; también se encuentran brechas volcánicas. La mayoría de estos depósitos están invariablemente cubiertos por ceniza vítrea co-ignimbrítica palagonitizada, con abundantes líticos. Las lavas de esta unidad afloran únicamente en la Sierra de Monte Alto, intercaladas con brechas volcánicas; la composición varía de andesítica a dacítica, con predominio de la andesita. El espesor máximo que se le estima a esta unidad es de 1300m; cubre discordantemente a las rocas volcánicas del Plioceno Temprano y es cubierta, también en discordancia, por la Formación Las Cruces del Plioceno Tardío.

La Formación Las Cruces (Tpc) fue interpretada por Bryan (1948), Segerstrom (1961) y Mooser (1974) (in Vázquez y Jaimes, op. cit.) como Formación Tarango. En el norponiente del Valle de México se encuentran sus afloramientos a lo largo de la


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carretera Naucalpan-Jiquipilco, en las afueras de San Mateo Nopala y en la carretera Naucalpan-Cuajimalpa. Está constituida por depósitos piroclásticos como pómez pliniana y secuencias de "surges", planares o masivos, cristalinos, vítreos y en ocasiones con pómez, cubiertos por flujos piroclásticos generalmente no soldados de cenizas cristalinas, vítreas y de pómez. Estos flujos piroclásticos están cubiertos a su vez por cenizas vítreas. En algunos casos estos piroclastos se encuentran cubiertos o interestratificados con material aluvial y paleocanales fluviales. Existen lavas andesíticas y dacíticas intercaladas con brechas en las partes altas de la Sierra de Las Cruces. El espesor de esta Formación se estima en 990m. Estos depósitos cubren en discordancia erosional a las rocas extrusivas del Mioceno Medio y Mioceno Tardío y a las rocas volcánicas del Plioceno Temprano y se encuentran cubiertos a su vez por depósitos aluviales y lacustres del Cuaternario.

Los depósitos aluviales (Qal) consisten de material clástico fluvial acumulado penecontemporáneamente con sedimentos lacustres y depósitos volcánicos del Cuaternario (Vázquez y Jaimes, op. cit.). Afloran formando llanuras aluviales al norte y sur de la cuenca. Los espesores máximos de alrededor de 500m se encuentran en el centro de las depresiones y se adelgazan hacia las márgenes de la llanura. En las zonas norte y sur de la cuenca incluye material poco consolidado, compuesto por fragmentos del tamaño de la grava, arena, limos y arcilla, conteniendo localmente marga, tierra diatomácea, turba, loess y travertino (Fries 1962; Enes, 1960 ¡n Vázquez y Jaimes, 1989). En algunas parte de la cuenca se intercalan a profundidad con tobas y derrames lávicos basálticos y andesíticos. En el subsuelo descansan ampliamente en discordancia encima de los depósitos piroclásticos y clásticos del Plioceno, localmente de la misma forma sobre rocas volcánicas más antiguas y sedimentarias del Cretácico; probablemente debido a su edad cuaternaria se interdigitan con las formaciones volcánicas de la misma edad. Con base en sus relaciones estratigráficas se les asigna edad del Pleistoceno al Holoceno. La acumulación de grandes espesores de aluvión se puede explicar debido a un bloqueo del desagüe causado por el emplazamiento de derrames lávicos y/o por el fallamiento normal del Cuaternario.

Aunque el norponiente del Valle de México representa una zona de expansión urbana muy acelerada, los estudios de geología estructural para la ubicación de fallas o fracturas son escasos. Un ejemplo lo constituyen las fallas o grietas de La Florida y Echegaray, descubiertas en 1975 al reportarse daños en las construcciones, fueron sometidas a estudios de Mecánica de Suelos y se hicieron en ellas algunos sondeos para determinar la estratigrafía. Desde entonces no se han hecho más estudios, no obstante que los daños causados por estas grietas continúan.

Las grietas se desarrollan sensiblemente paralelas y con dirección E-W, con una separación entre sí de aproximadamente 800m; ambas están caracterizadas por un escalón de magnitud variable y que se está incrementando al paso del tiempo. La grieta denominada La Florida tiene un desarrollo aproximado de 1 600m, se inicia en el Boulevard Avila Camacho, sigue hacia la colonia La Florida, cruza el río de Los Remedios, el fraccionamiento Hacienda de Echegaray y la colonia Providencia, para terminar en el Vaso de Cristo. El lado norte del escalón permanece fijo, mientras que el del sur desciende; los desniveles son del orden de 75cm. La grieta Echegaray tiene una longitud de 1 700m, se inicia al poniente en la esquina de las calles de Huicholes y Yaquis, en Santa Cruz Acatián, prosigue hacia el puente de Lomas Verdes y la calle Hacienda de La Gavia, para perderse su rastro antes de llegar a la Av. Circunvalación. En este caso, el lado norte del escalón desciende y el lado sur permanece fijo. De acuerdo con un sondeo a cielo abierto, esta grieta se clasifica como una falla normal



con una inclinación de 88 0 (Melgoza, 1978). Se concluye que estas grietas conforman un graben.

Aguayo y Marín (1989) (figura 2), proponen un modelo tectónico-estructural de la Cuenca de México, en el cual se observan numerosas fallas normales paralelas con orientación NF-SW, que atraviesan toda la Cuenca y que dan lugar a una serie de grabens. Algunas de estas estructuras afectan el área de estudio, pero se dificulta su ubicación por la falta de puntos de referencia en el mapa que presentan.

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5. LOS ATLAS DE RIESGOS

Atlas de Riesgos: Integración de un sistema de información sobre el riesgo de desastres detallado a nivel municipal y de comunidades en zonas de riesgo, a partir de un diagnóstico de riesgos, es decir, de una evaluación de las características de los eventos que pueden tener consecuencias desastrosas y de una determinación de la forma en que estos eventos inciden en los asentamientos humanos, en la infraestructura y en el entorno.

Los riesgos geológicos. Los procesos geodinámicos que afectan a la superficie terrestre dan lugar a movimientos del terreno de diferente magnitud y características, que pueden constituir riesgos geológicos al afectar, de una forma directa o indirecta, a las actividades humanas. Fenómenos tan variados como la erosión, disolución, movimientos sísmicos y erupciones volcánicas y las precipitaciones pueden producir deslizamientos y desprendimientos en las laderas, coladas de tierra y derrubios, aterramientos, hundimientos, subsidencias, etcétera. Estos movimientos del terreno son el reflejo del carácter dinámico del medio geológico y de la evolución natural del relieve, pero también pueden ser provocados o desencadenados por el hombre al interferir con la naturaleza y modificar sus condiciones (González de Vallejo, 2002).

La ingeniería geológica, como ciencia aplicada al estudio y solución de los problemas producidos por la interacción entre el medio geológico y la actividad humana, tiene una de sus principales aplicaciones en la evaluación, prevención y mitigación de los riesgos geológicos, es decir, de los daños ocasionados por los procesos geodinámicos (González de Vallejo, op. cit.).

De acuerdo con Guevara et al, 2006, idealmente un atlas de riesgos se debe concebir como un ente dinámico que sea un sistema integral de información del riesgo de desastres. Bajo ese concepto, la integración de la información que conforma un atlas de riesgo y su elaboración requiere de tres elementos fundamentales:

• Metodologías para la identificación de los fenómenos que afectan una zona determinada para la evaluación del peligro, vulnerabilidad y riesgo;

• Criterios para la selección de la cartografía adecuada que permita representar los resultados de un análisis de riesgo;

• Criterios para la selección de un sistema en el que se integre, procese y visualice la información anterior.

En la agenda nacional de la protección civil, la prevención de desastres ha tomado una gran relevancia, debido principalmente a la diversidad de fenómenos que pueden causar desastres en nuestro territorio. Así, se reconoce la importancia de establecer estrategias y programas de largo alcance enfocados a prevenir y reducir sus efectos, y no sólo focalizar recursos para la atención de las emergencias y la reconstrucción.

La estrategia de la prevención establece tres pasos fundamentales. Primero, conocer los peligros y amenazas para saber dónde, cuándo y cómo nos afectan. Segundo, identificar y establecer en el ámbito nacional, estatal, municipal y comunitario, las características y niveles actuales de riesgo ante esos fenómenos. Por último, diseñar acciones y programas para mitigar y reducir oportunamente estos riesgos a través del reforzamiento y adecuación de la infraestructura mejorando normas y procurando su aplicación, y finalmente, preparando e informando a la población para que sepa cómo actuar antes, durante y después de una contingencia (Quaas, R., 2006).



Equivocadamente se tiene la percepción de que los desastres se deben exclusivamente a los peligros. Se suele señalar, por ejemplo, al huracán o al sismo como el responsable de las pérdidas durante un desastre o emergencia. En realidad es la sociedad en su conjunto la que se expone con su infraestructura física, organización, preparación y cultura característica al encuentro de dichos fenómenos, manifestando usualmente diversos grados de vulnerabilidad en estos aspectos. Se concluye por tanto, que los desastres no son naturales, es decir, son producto de condiciones de vulnerabilidad y exposición derivados en gran medida por aspectos socioeconómicos y de desarrollo no resueltos, como elevados índices de construcciones informales, marginación, pobreza, escaso ordenamiento urbano y territorial, entre otros.

Hablar de prevención necesariamente es hablar de riesgo. Los desastres se dan por la presencia de una condición de riesgo, como resultado de la acción de un fenómeno perturbador sobre un bien expuesto.

El riesgo de desastres, entendido como la probabilidad de pérdida, depende de dos factores fundamentales que son el peligro y la vulnerabilidad (Quaas, R., 2006).

Se entiende por riesgo la probabilidad de ocurrencia de daños, pérdida o efectos indeseables sobre sistemas constituidos por personas, comunidades o sus bienes, como consecuencia del impacto de eventos o fenómenos perturbadores. La probabilidad de ocurrencia de tales eventos en un cierto sitio o región constituye una amenaza, entendida como una condición latente de posible generación de eventos perturbadores. El peligro se define como la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno potencialmente dañino de cierta intensidad, durante un cierto periodo de tiempo y en un sitio dado. La vulnerabilidad se define como la susceptibilidad o propensión de los sistemas expuestos a ser afectados o dañados por el efecto de un fenómeno perturbador, es decir el grado de pérdidas esperadas (Guevara, E. et al, 2006).



6. ATLAS MULTIDISCIPLINARIO Y DE RIESGO GEOTÉCNICO

I. Introducción

La experiencia de los sismos de 1985 que afectaron a la Ciudad de México, incrementó las aplicaciones de la geotecnia, sin embargo el desarrollo poblacional origina que en la periferia de la ciudad y los municipios conurbados se construyan viviendas, oficinas, complejos industriales y obras urbanas sin tener el conocimiento científico tanto geológico-geotécnico como jurídico, sociológico, económico, histórico y de comunicación.

El atlas multidisciplinario y de riesgo geotécnico, concretamente en el área Técnico Científica, persigue el objetivo de aportar los estudios científicos y técnicos desde las áreas geotécnica, geológica, de suelos y de rocas para la elaboración de un atlas sobre los riesgos/seguridad de los habitantes de los municipios de Naucalpan, Tlalnepantla, Atizapán, Cuatitlán de Romero Rubio y Cuautitlán Izcalli (figura 4), para prevenir y mitigar desastres naturales como deslizamientos de tierras, inundaciones, fracturamientos o hundimientos.

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Figura 4. Ubicación de los municipios que se incluyen en el Atlas Multidisciplinario

El atlas de riesgo ofrecerá una serie de documentos para la consulta de las autoridades gubernamentales, la población de la zona, así como la planeación justificada para la ubicación de construcciones y asentamientos humanos; además de prever los riesgos a los que está sujeta la población. Este documento ofrece la delimitación de las zonas de riesgo con base en:

Ispecialidad: Ingeniería Geológica 17


Un análisis de muestras de suelos y rocas de los municipios. Un análisis de prueba en especimenes de suelos (compresión no confinada, consolidación, compresión triaxial, permeabilidad y cohesión). Clasificación de rocas e identificación de las características internas. La actualización de la información (agenda de las diversas instancias que intervienen).

La coordinación de las actividades por área en caso de desastre:

Designación de recursos humanos Designación de recursos materiales Designación de recursos financieros Designación de estrategias de comunicación y atención a la población afectada a nivel municipal, estatal y federal.

En el área de impacto social se ofrecerá el planteamiento de estrategias de prevención para atenuar el impacto de estos fenómenos y en el área de historia se realizará un documento en donde se muestre la reconstrucción histórica del panorama geográfico de estos municipios.

Misión

Ser un grupo multidisciplinario (desde las áreas de la Geología/Geotecnia, Derecho, Economía, Sociología y Comunicación) que realice estudios científicos sobre los riesgos/seguridad de los habitantes de los municipios de Naucalpan, Tlalnepantla, Atizapán, Cuautitlán de Romero Rubio y Cuautitlán Izcalli, para prevenir y mitigar desastres naturales como deslizamientos de tierras, inundaciones, fracturamientos o hundimientos.

Visión

Constituirse como el grupo científico consultivo de quienes han realizado o realicen construcciones civiles y de asentamientos humanos en la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México y cuyo fin coincida con la prevención de los desastres naturales como deslizamientos de tierra, inundaciones, fracturamientos o hundimientos.

Ubicación del proyecto en el Plan de Desarrollo de la FES Acatlán, UNAM

La importancia que brinda este tipo de proyectos a la sociedad puede ser analizada desde diferentes planos, como lo es el vínculo con instituciones del sector público, pero no podemos partir de dicho sector sin antes ubicarlo en un plan avalado desde la academia por la Facultad de Estudios Superiores Acatlán FESA, particularmente en la Especialización en Geotecnia del Programa de Posgrado; pero al verse contemplado como un proyecto multidisciplinario es necesario tomar en cuenta que, además de esa especialidad, se tiene contemplada la participación y desarrollo de proyectos en áreas como Ingeniería Civil, Comunicación, Sociología, Derecho, Economía e Historia.

lspeciaIidad: Ingeniería Geológica 18


V. Plan de desarrollo (2005 - 2009) - Desarrollo de la Vinculación Institucional y de la Extensión Universitaria

Objetivo estratégico: Incrementar las actividades encaminadas a vincular a la FES Acatlán con instituciones del sector público, privado y social, para el mejor cumplimiento de las funciones sustantivas y su más amplia proyección.

V.1 Relaciones con centros educativos y culturales

Objetivo: Impulsar las relaciones de la FES Acatián con otros centros educativos, de investigación y cultura, nacionales e internacionales.

Líneas de acción: V.1.1 Incrementar y fortalecer los convenios, apoyos e intercambios con otras instancias de la UNAM. V.1.2 Revisar, actualizar y crear convenios con instituciones educativas y culturales diferentes a la UNAM. V.1.3 Ampliar la comunicación entre áreas académicas de la Facultad y sus pares dentro de la UNAM para el desarrollo conjunto de proyectos académicos, culturales y profesionales.

V.2 Vinculación con los sectores público, privado y social

Objetivo: Impulsar las relaciones de la FES Acatlán con los sectores público, privado y social.

Líneas de acción: V.2.4 Instrumentar programas orientados al desarrollo social a través de prácticas escolares, prácticas profesionales, servicio social, labores de asesoría y capacitación, así como proyectos específicos de apoyo a la comunidad. V.2.6 Establecer vínculos de las distintas áreas académicas y culturales de la Facultad con los sectores productivo y social.

VI. Objetivo:

General:

Elaborar interdisciplinariamente una propuesta de Zonificación Geotécnica (Atlas de Riesgo) del área Conurbada al Norponiente del Valle de México, para delimitar áreas de alto riesgo para construcciones civiles y de asentamientos humanos en las que existan riesgos naturales como deslizamientos de tierras, inundaciones, fracturamientos o hundimientos que afecten la estabilidad geotécnica desde un enfoque jurídico, sociológico, económico y comunicativo.

Específicos

Desarrollar investigación aplicada en la FES Acatlán. Formar a los estudiantes en la investigación aplicada y multidisciplinaria.

VII. Organización:

En la organización del grupo multidisciplinario se encuentra una Coordinación General y se plantean cinco áreas:

Especialidad. Ingenieria Geológica 19


La Técnico Científica La de Impacto Social La de Comunicación La Administrativa La de Historia

Cada una de las áreas se presenta con varios departamentos.

Problemática de investigación

No existe una Zonificación Geotécnica (Atlas de Riesgo) de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México actualizada ni elaborada multidisciplinariamente que defina las áreas de alto riesgo para construcciones civiles y de asentamientos humanos en las que existan riesgos naturales como deslizamientos de tierra, inundaciones, fracturamientos o hundimientos.

Delimitación

El Atlas Geotécnico delimita su temática desde:

La multidisciplina:

Geología/geotecnia, Derecho, Economía, Sociología, Comunicación e Historia.

La Geografía:

Zona Norponiente del Valle de México que comprende los límites de los municipios de Naucalpan, Tlalnepantla, Atizapán, Cuautitlán y Cuautitlán Izcalli.

Costos

Los laboratorios de Geotecnia (Geología, Mecánica de Rocas y Mecánica de Suelos) del Programa de Posgrado de la FES Acatián están completamente equipados, en ellos se realizarán las pruebas a los diversos tipos de materiales colectados en las áreas de estudio, para lo cual se requieren artículos de consumo como aceites, acrílicos, resinas, diesel o plásticos. El laboratorio de Geología será el centro de acopio de la información tanto bibliográfica como de trabajo y en él se hará la cartografía, es decir, el vaciado de datos geológicos de campo en cartas topográficas del INEGI, además de los análisis al microscopio de muestras de roca.

Los gastos iniciales se reducirán a los generados por el mantenimiento de los equipos de los laboratorios, a la compra de materiales para cartografía y a la participación de profesores y alumnos en congresos.

Beneficios

Los avances del proyecto serán expuestos periódicamente ante la comunidad de la FES Acatián y en congresos o convenciones nacionales organizados por las asociaciones de Ciencias de la Tierra. Estos mismos avances se utilizarán como base para trabajos de tesis de licenciatura y posgrado de los estudiantes que participen en el proyecto.

Mediante convenios y a cambio de la información, se obtendrán recursos monetarios o en especie de las empresas o autoridades municipales que participen en el proyecto.



Al concluir el proyecto se contará con un Atlas de Riesgo cuya consulta será de gran beneficio para la población de la zona norponiente del Valle de México y que permitirá a las autoridades gubernamentales hacer una planeación justificada para la ubicación de construcciones y asentamientos humanos, además de prever los riesgos a que está sujeta la población actual.

DESCRIPCIÓN DE LAS ÁREAS DEL GRUPO INTERDISCIPLINARIO DE RIESGO GEOTÉCNICO:

Área 1: Técnico - científicas

Misión:

Aportar los estudios científicos y técnicos desde las áreas geotécnica, geológica, de suelos y de rocas para la elaboración de un atlas sobre los riesgos/seguridad de los habitantes de los municipios de Naucalpan, Tlalnepantla, Atizapán, Cuautitlán de Romero Rubio y Cuautitlán Izcalli, para prevenir y mitigar desastres naturales como deslizamientos de tierras, inundaciones, fracturamientos o hundimientos.

Funciones:

Delimitar las zonas de riesgo para la construcción de obras civiles y asentamientos humanos mediante la aplicación del método científico con técnicas aplicadas en la materia de ingeniería. Realizar investigación documental que culmine en conocimientos teóricos en el área geotécnica. Realizar investigación de campo que culmine en la aplicación de los conocimientos teóricos en el área geotécnica.

Proyectos de investigación:

Análisis de muestras de suelos y rocas de las zonas de los municipios de Naucalpan, Tlalnepantla, Atizapán, Cuautitlán de Romero Rubio y Cuautitlán Izcalli. Responsable: Dr. Ricardo Ortiz Hermosillo y Mtro. Celso Barrera Chávez

Pruebas de laboratorio en especímenes de suelos (compresión no confinada, consolidación, compresión triaxial, permeabilidad y cohesión) de la zona de los municipios de Naucalpan, Tlalnepantla, Atizapán, Cuautitlán de Romero Rubio y Cuautitlán Izcalli.

Análisis petrológicos y petrográficos con microscopio polarizante a partir de láminas delgadas previamente elaboradas.

Clasificación de rocas e identificación de las características internas; un enfoque de aplicación geotécnica (microfracturamiento y alteración).

Pruebas de compresión simple, compresión triaxial, permeabilidad, tensión y resistencia al esfuerzo.



Área 2: Administrativa

Misión:

Gestionar los procedimientos administrativo-organizacionales en el marco reglamentario y normativo correspondiente para la realización de las funciones de las áreas científico-técnicas, de comunicación y de impacto social.

Funciones:

Elaborar y supervisar las políticas administrativo-organizacionales del grupo del Atlas Multidisciplinario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México.

Elaborar, gestionar y mantener actualizado el banco de información geotécnica disponible para los procesos de planeación.

Elaborar, gestionar y mantener el material de laboratorio y de equipo de campo de las áreas del grupo del Atlas Multidisciplinario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México.

Integrar el informe de las actividades que se realizan dentro del Atlas Multidisciplinario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México.

Area 3: Comunicación

Misión:

Ser el enlace entre las áreas y los integrantes del grupo del Atlas Multidisciplinario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México y, al mismo tiempo, entre el grupo y las organizaciones políticas, sociales, jurídicas y económicas involucradas en la prevención de los desastres naturales como deslizamientos de tierra, inundaciones, fracturamientos o hundimientos.

Funciones:

Difundir los resultados de las investigaciones científicas y de impacto social entre la comunidad meta a través de presentaciones ejecutivas, conferencias, mesas redondas, publicaciones e internet.

Hacer las relaciones públicas entre el equipo de trabajo y las organizaciones políticas, sociales, jurídicas y económicas involucradas en la prevención de los desastres naturales como los mencionados.

Hacer la mercadotecnia del equipo de trabajo con las organizaciones políticas, sociales, jurídicas y económicas involucradas en la prevención de los desastres naturales como los mencionados.

Formar una opinión favorable acerca del grupo del Atlas Multidisciplinario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México, con base en el concepto de prevención entre la población de las zonas geográficas respectivas.



Área 4: Impacto Social

Misión:

Aportar los estudios humanísticos y sociales desde las áreas sociológica, jurídica, económica y comunicativa para elaborar estrategias de prevención y atenuar el impacto de los desastres naturales como deslizamientos de tierras, inundaciones, fracturamientos o hundimientos.

Funciones:

Realizar investigación documental en los áreas sociológica, jurídica, económica y comunicativa que culmine en conocimientos teóricos para elaborar estrategias de prevención y atenuar el impacto de los desastres naturales como los mencionados.

Realizar investigación de campo en los áreas sociológica, jurídica, económica y comunicativa que culmine en la aplicación de conocimientos teóricos para elaborar estrategias de prevención y atenuar el impacto de los desastres naturales como los mencionados.

Área 5: Historia

Misión:

Realizar una reconstrucción histórica del panorama geográfico de los municipios conurbados del norponiente del Valle de México con la finalidad de analizar su constante deterioro así como los efectos de la urbanización sobre los recursos naturales. Todo ello tendiente a identificar posibles zonas de riesgo producto del cambio geográfico a lo largo de la historia.

Funciones:

Recopilar mapas históricos que documenten la situación de los recursos y principales accidentes geográficos de la zona de estudio en tiempos anteriores.

Revisar diversos datos provenientes del Archivo del Agua que se refieran a esta zona, para especificar los principales ríos, lagos y lagunas en tiempos históricos. Asimismo, la identificación de las zonas que en tiempos remotos formaron parte del lago de Texcoco. Estos dos elementos pueden dar luces sobre posibles inundaciones en zonas que anteriormente estuvieron ocupadas por agua.

Revisar la bibliografía de estudios ya realizados en cuestión de historia ambiental referentes a los municipios ya mencionados.

Búsqueda de datos geográficos en documentos históricos.

Identificar los principales puntos de reparto agrario así como la formación de ejidos que eventualmente dieron paso a colonias y fraccionamientos. Este punto tiene la finalidad de ver el proceso de poblamiento de la zona conurbada, como uno de los posibles motivos de creación de zonas de riesgo.

Especialidad. Ingeniería Geológica 23


Proyectos de investigación:

México Prehispánico y Colonial.

México Independiente, 1821-1916.

México Contemporáneo, 1916 a la actualidad.

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Especialidad Ingeniería Geológica

24


7. MUNICIPIO DE ATIZAPÁN DE ZARAGOZA

Se localiza al E del Estado de México (figura 5) fijándose sus coordenadas extremas al norte 19 0 37 1 , al sur 19 0 30 de latitud norte, al este 99 0 12', al oeste 99 0 22' de longitud oeste.

Figura S. Ubicación del Municipio de Atizapán de Zaragoza, Estado de México.

Tiene una extensión territorial de 94.83 kilómetros cuadrados, que representan el 0.4% de la superficie total del Estado de México.

Colinda al norte con los municipios de Nicolás Romero y Cuautitlán Izcalli; al sur con Naucalpan y Tlalnepantla; al oeste con Isidro Fabela y Jilotzingo y al este con Tlalnepantla.

Los ríos más importantes son el Tlalnepantla, el San Javier y el Montas al norte; al sur se encuentra la Presa Madín. También corren los arroyos La Bolsa, La Herradura, El Sifón, Los Cajones, El Tejocote y El Xhinté.

El municipio se localiza en la subprovincia de lagos y volcanes del Anahuac. Sus principales elevaciones son los cerros de la Biznaga, Atlaco, La Condesa y el Cerro Grande.

El clima es de tipo templado subhúmedo, con una temperatura promedio de 12 0 alcanzada en el periodo de invierno y una máxima de 18 0 alcanzada en verano, con lluvias en esta estación con una precipitación de 800mm.

La actividad económica se divide en cuatro principales sectores: agropecuario (l%), sector industrial (24%), sector de servicios (56%) y sector de comercio (9%).

Este municipio está expuesto a los fenómenos de tipo geológico (minas, sismicidad, agrietamiento de suelos, colapsos, inestabilidad de suelos), hidrometeorológicos (inundaciones pluviales, granizadas, heladas), químico-tecnológicos (incendios de todo tipo, explosiones, fugas y derrames de sustancias peligrosas) y sanitario-ecológicos


Atlas Multidisciplinano y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México

(residuos sólidos). Las áreas verdes y los baldíos ocupan una superficie relativamente pequeña.

El relleno sanitario municipal se ubica al lado oeste del municipio, justo en sus límites con Nicolás Romero, a una distancia aproximada de siete kilómetros del centro de la ciudad. La superficie del relleno sanitario es de 39 ha (39 000m 2), con un total de residuos confinados de 2 045 millones de toneladas.

La Presa Madín (fotografía 1) es considerada modelo de todas las existentes en el Valle de Mexico, pues conserva aun sus propositos

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originales regular los caudales (avenidas) del río Tlalnepantla y potabilizar parte de su volumen almacenado Inaugurada en 1980, tiene una capacidad limite de 25 millones de metros cubicos, aunque W. solo almacena 13 millones, \ precisamente previendo que caudales mayores la desborden Una parte

1 4

minima de dicho volumen (de 540 a 600 litros por segundo) se bombea a la Foto 1. Presa Madín, Atizapán, Edo. de Mex. planta potabilizadora para ser distribuida a la red municipal. Se tiene el proyecto de que sea un santuario del agua a nivel estatal, por lo que se construyen dos colectores marginales que seguramente disminuirán el riesgo de contaminar la presa.

Recientemente, Vera Noguez et al (2007), presentaron en un simposio de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica un mapa de Zonificacián Geotécnica del Estado de México (figura 6) en el cual se describen tres principales tipos de terrenos:

Terreno tipo I. De sierras, cerros, conformado por anticlinales (sic) de origen volcánico, sedimentarios y metamórficos.

Terreno tipo II. Planicie a Lomeríos, en el que los depósitos profundos se encuentran a veinte metros de profundidad, o menos, y que está constituido predominantemente por estratos arenosos y limos arenosos intercalados con capas de arcilla lacustre; el espesor de éstas es variable entre decenas de centímetros y pocos metros. Lomas, formadas por rocas o suelos generalmente firmes que fueron depositados fuera del ambiente lacustre, pero en los que pueden existir, superficialmente o intercalados, depósitos arenosos en estado suelto o cohesivos relativamente blandos. En esta zona es frecuente la presencia de oquedades en rocas, de cavernas y túneles excavados en suelos para explotar minas de arena y de rellenos no controlados.

Terreno tipo III. Lago, integrado por potentes depósitos de arcilla altamente compresibles, separados por capas arenosas con contenido diverso de limo o arcilla. Estas capas arenosas son en general medianamente compactas a muy compactas y de espesor variable de centímetros a varios metros. Los depósitos lacustres suelen estar cubiertos superficialmente por suelos aluviales, materiales desecados y rellenos artificiales, el espesor de este conjunto puede ser superior a 50 m.

Especialidad: ingeniería Geológica 26


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Figura 6. Mapa de Zonificación Geotécnica del Estado de México (Vera Noguez et al, 2007).

De acuerdo con Pérez-Ortíz Cancino (2004), los abanicos aluviales de la Sierra de Las Cruces están compuestos por la acumulación de materiales piroclásticos que se depositaron a los pies de los distintos aparatos volcánicos durante la vida explosiva de éstos, entre 5 y 10 millones de años antes del presente. Las lomas se formaron principalmente en el Plioceno Inferior (figura 7).


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Figura 7. Geología superficial de la Cuenca de México, según F. Mooser, 1970. Abajo (del recuadro), geología superficial del Municipio de Atizapán y alrededores, según F. Mooser et al, 1996.

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La Formación Tarango representa un conjunto estratificado a veces regular, a veces irregular y hasta lenticular, ligeramente inclinado a cuatro grados, compuesto de los seis elementos litológicos siguientes:

• Tobas resultado de horizontes de cenizas volcánicas de muy distintas granulometrías.

o Capas de erupciones pumíticas.

Lahares

Ignimbritas.

Depósitos fluviales.

Suelo vegetal.

Todos estos elementos son producto de erupciones por lo general violentas, emitidas por las chimeneas de grandes volcanes andesíticos estratificados.

Las avalanchas ardientes o lahares impulsados y lubricados por gases calientes se originan en erupciones paroxísmicas de extraordinaria violencia. Se generan y descienden con velocidad de decenas de kilómetros por hora, cuando se desintegra un tapón volcánico caliente, irrumpiendo en ocasiones hasta la parte superior de la cámara magmática del volcán. A raíz de tales erupciones se han creado los depósitos uniformes, estratiformes y de separación columnar de piedra cantera que se encuentran en el Santuario de Los Remedios, en el municipio de Naucalpan.

Las nubes ardientes que descendieron en la Sierra de Las Cruces formaron depósitos de tobas columnares al norte de Cuajimalpa. En algunas zonas no fueron lo suficientemente calientes como para producir ignimbritas, sólo produjeron tobas del tipo sillar.

La Formación Tarango se compone de la superposición de varios abanicos volcánicos, que alcanza espesores de 300 a 400 metros. Por lo general cada abanico corresponde a la vida activa de un volcán.

Los depósitos de la Formación Tarango se generaron en el Plioceno y hacia fines de éste se formaron, en las barrancas de las lomas, gruesos depósitos fluviales correlacionables con la Formación Clástica Aluvial del relleno de la Cuenca de México.

Las formaciones de la zona de lomas del Valle de México son de origen fluvial y volcánico, se encuentran dispuestas según una secuencia ordenada de acuerdo a su edad:

En la superficie se encuentran los suelos orgánicos Totolsingo, que en general son de espesor reducido de 1 a 2 metros, enseguida se presentan los suelos Becerra y Tacubaya, estratificados y con vetas de caliche en la parte superior; subyacen boleos y gravas de forma redondeada a subredondeada, embebidos en una matriz arenosa, comúnmente denominada Serie Clástica Fluvial y Aluvial del Pleistoceno, por último aparecen las tobas y depósitos piroclásticos de la Formación Tarango, intercalados con capas de pómez producto de erupciones violentas, con distintos grados de intemperismo y zeolitización.



Las lluvias, frecuentes e ¡ntensas en el Cuaternario, erosionaron en forma notable los suelos superiores (Tacubaya y Becerra) y la serie Clástica Fluvial y Aluvial, llegando incluso a su total eliminación en amplias áreas.

La estratigrafía identificada y clasificada por Pérez-Ortíz (op. cit) según los depósitos granulares susceptibles de explotación minera, tiene una gran utilidad, toda vez que las cavidades o laboreos mineros están restringidos a tales depósitos, además de que las fuentes de materiales con propiedades puzolánicas también se ubican dentro de estos horizontes, mismos que se pueden diferenciar y agrupar de la siguiente manera:

• Horizonte Granular Superior; el correspondiente a las gravas y boleos de la serie Clástica Fluvial, que en áreas reducidas de algunos coronamientos de los lomeríos se detectan con espesores de 3 a 5 metros.

• Horizonte Granular Intermedio: corresponde a los mantos pumíticos de pequeño espesor, en general no mayor de 1 a 2 metros, que en número de hasta 3 se intercalan con notable continuidad en las tobas. En este horizonte se encuentran los principales bancos de tobas, materiales con características puzolánicas, sobre todo si han sido zeolitizados. Estos horizontes son el resultado de las erupciones violentas del Plioceno.

• Horizonte Granular Inferior: corresponde a las gravas y arenas andesíticas, rojizas y azules, dispuestas en depósitos de gran espesor y continuidad, que comúnmente afloran en el fondo de las barrancas. Estos horizontes son el resultado de los grandes lahares del Plioceno.

Las zonas minadas. Este problema es común al Distrito Federal y al Estado de México; lo constituye la inestabilidad real o potencial de terrenos que se encontraban en las afueras de la ciudad y que actualmente han sido alcanzados por la mancha urbana; se encuentran localizados principalmente en los lomeríos del poniente del área metropolitana. El problema se originó con el crecimiento de la ciudad, primero con la obtención de materiales para construcción tipo arena, grava, "tepetate", los cuales eran explotados de manera subterránea. Así se formaron túneles, galerías y salones en un enjambre subterráneo. Con el crecimiento de la ciudad estas áreas inestables han sido ocupadas tanto por fraccionamientos residenciales como por asentamientos humanos irregulares, para los cuales los peligros potenciales pasaron inadvertidos (figura 8). Las consecuencias: colapso de techos de minas causando daños materiales y pérdidas de vidas. En la reglamentación de 1968 se prohibió la explotación de materiales pétreos por medio de excavaciones subterráneas (Morales, 1984).



El


Alias Mullidisciplinario y de Riesgo Geotécnico de la Zona Conurbada al Norponiente del Valle de México

realizadas sin control en el pasado. Dicho problema afecta a un gran número de predios donde se encuentran asentamientos humanos que están en situación de riesgo (fotografías 2 y 3).

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Fotos 2 y 3. Izquierda (foto 2), entrada de una mina bajo el estacionamiento de un fraccionamiento residencial en Atizapán de Zaragoza. Derecha (foto 3), interior de la mina.

Para reducir los efectos de dicha situación, a lo largo de los años se han empleado distintos procedimientos tales como instalación de revestimientos, concreto lanzado, colocación de costales rellenos de arena (fotografías 4 y 5), inyección de lechadas cementantes basadas en cemento Portland principalmente, etcétera.

Fotos 4 y 5. Relleno con costales de arena de una cavidad en la colonia Lomas Lindas en Atizapán.

La presencia de las cavidades afecta a un gran número de personas que habitan al pie de la Sierra de Las Cruces, en la zona de lomas, conformada por depósitos de materiales de origen volcánico (Figura 9)

Especialidad: Ingenieria Geológica 32


&

Figura 9. La mina funcionará como un dren permanente (Caso particular Lomas de Guadalupe)

A partir del desarrollo del Sistema de Protección Civil en los tres niveles de gobierno de nuestro país, algunas autoridades han asumido la situación como una responsabilidad gubernamental, toda vez que la existencia de minas en el subsuelo genera problemas que afectan al desarrollo social y económico de las comunidades, sin mencionar el riesgo para las vidas, para el patrimonio y para el entorno de cientos de familias (figura 10).

Por estas razones, en 1998 el Ayuntamiento de Atizapán de Zaragoza implementó el Programa Nacional de Riesgos en Zonas Minadas, con la finalidad de cambiar la situación en que vive un gran número de ciudadanos del municipio.

Si se emplearan los métodos tradicionales, esta empresa representaría una inversión imposible de absorber para el presupuesto municipal. Por tal motivo, ha sido necesario



desarrollar nuevos materiales y un procedimiento que empleé suelos del lugar así como un subproducto de la producción de acetileno, rico en hidróxido de calcio.

La Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, en el Simposio denominado Cimentaciones en Zonas Minadas de la Ciudad de México, en 1976, recomendaba estudiar las propiedades puzolánicas de los suelos naturales con miras a emplearlos económicamente en el relleno de cavidades.

Las puzolanas se definen como materiales silicosos o sílico-aluminosos que no poseen propiedades cementantes por sí mismos, pero sus constituyentes en presencia de agua e hidróxido de calcio (cal), a temperaturas ordinarias, se pueden mezclar en forma estable como compuestos insolubles con propiedades cementantes.

La cal se puede obtener como un subproducto de la producción de acetileno. La generación de acetileno en la Zona Metropolitana del Valle de México a partir del carburo de calcio se realiza mediante su reacción con agua en un reactor de tipo húmedo en por lo menos tres plantas ubicadas al norte de la ciudad. Como resultado se obtiene gas de acetileno y una pasta con alto contenido de agua e hidróxido de calcio denominada Cal de Carburo. Este producto no es aprovechado en muchos casos, provocando grandes problemas a las empresas para su disposición final.

Las puzolanas naturales son materiales de origen piroclástico resultado de erupciones volcánicas explosivas, donde los fragmentos son transportados por aire para ser depositados en la superficie del suelo o del agua. Una vez depositados como materiales incoherentes pueden ser sometidos a procesos diagenéticos que los llevan a transforma rse en una roca compacta identificada como toba.

El empleo de las puzolanas naturales como material de construcción se remonta 27 siglos en la historia, se sabe que en el siglo VII A.C. en la isla griega de Santorín, se usó tierra volcánica para hacer impermeables y más resistentes al agua las argamasas de hidróxido de calcio destinadas para revestimiento de cisternas.

La reducción en el uso de la cal como cementante es reciente, sustituida por el cemento Pórtland fue lentamente olvidada por los constructores y casi desapareció de los procesos de edificación y por consiguiente de los reglamentos de construcción.

A lo largo de su trabajo Pérez-Ortiz Cancino (op. cit.) desarrolla la siguiente hipótesis: "Al mezclarse el hidróxido de calcio de la cal de carburo con algunas de las fases presentes en las tobas provenientes de la Sierra de Las Cruces, precipitan silicatos y aluminatos de calcio hidratados, carbonatos y sulfatos de calcio así como cristales de hidróxido de calcio, que generan las propiedades necesarias para ser empleados en la reducción de riesgos por subsidencia y colapso en las zonas minadas del poniente del Valle de México".

Sin embargo, por razones prácticas y económicas, las puzolanas están siendo substituidas por la perlita, a la cual, aunque en Geología se le identifica como un vidrio volcánico natural, en la industria se le clasifica como mineral e incluso como roca (Dicalite de México, S.A. de C.V.) y, de acuerdo a su definición, la perlita sin expander es una roca vítrea de origen volcánico que se extrae de una mina a cielo abierto.

El proceso de "fabricación" del "mineral" perlita consiste en trituración primaria, secado y clasificación por cribas, obteniéndose 8 grados diferentes, cada uno con aplicaciones

Especialidad. Ingenicria Geológica 34


diversas. Sus usos principales son: escoriador en la industria de la fundición, pulido de metales, agente abrasivo de limpieza y la industria textil.

Su composición química es la siguiente:

Sílice Si02 75.30% Alúmina A1 203 13.92% Fierro Fe 2 03 0.51°h Sodio Na 2 0 4.98°h Potasio K 20 4.58% Calcio CaO 0.62°h Otros óxidos 0.09°h

En esta industria a la perlita expandida se le denomina "Carlita", que es una marca registrada del mineral industrializado de roca perlita; esta última, ya molida, se transporta a la planta de expansión, donde se le calienta hasta 1 100°C, el agua retenida se transforma en vapor que actúa como expandente y convierte al mineral en una partícula granular amorfa, constituida por microceldas cerradas con un aumento de las partículas de hasta 20 veces su volumen original.

La carlita se utiliza como agregado para mortero o para recubrimiento de muros con propiedades de aislamiento térmico, acústico y contra incendio; como agregado para concreto estructural ligero, para cementación de pozos, tabiques refractarios, plafones y filtros.

La explotación de la perlita como mineral se lleva a cabo en un yacimiento localizado en Oriental, Puebla, con reservas probadas para ms de 50 años y reservas estimadas para 300.

Actualmente, la Dirección de Protección Civil del Municipio de Atizapán de Zaragoza utiliza la mezcla de hidróxido de calcio con el desecho del mineral de perlita expandida (carlita) para rehabilitar las minas que fueron excavadas con fines de extracción de materiales para construcción y que se encuentran prácticamente en toda la extensión del municipio.

El proceso productor del residuo de perlita se lleva a cabo en la empresa Dicalite de México, que fabrica filtro-ayuda industrial, utilizando para esto mineral de perlita que es expandido en hornos a una temperatura de entre 760 a 1 000 °C, teniendo como combustible gas natural. El material alimentado se deja caer sobre la flama del quemador a contracorriente y conforme se expande es succionado por la presión negativa del mismo horno. Por medio de ciclones se realiza una segunda operación en la cual el producto ligero pasa a un ciclán y el producto pesado se desecha al contener material que no expandió adecuadamente. Este residuo no es corrosivo, reactivo, explosivo, tóxico o flamable (Novamann, 2006).

A partir de 1998 ha sido rellenado el diez por ciento de las zonas minadas por medio de la inyección de este cementante (fotografías 6 y 7), reduciendo los costos en comparación con otros métodos y con una eficiencia mayor, debido a que el hidróxido de calcio y la perlita se obtienen en forma gratuita como subproducto o desecho de industrias de la zona.



Fotos 6 y 7. Relleno de la mina Capulín- Montesol. Atizapán de Zaragoza, Edo. de Mex.

En pruebas de Compresión Simple realizadas en el laboratorio de Mecánica de Suelos de la FES Acatlán a varias muestras de la mezcla inyectada ya consolidada, se obtuvo una capacidad de carga de 25 kg/cm 2 en promedio antes de la falla, como se observa en las figuras 11 y 12 y en las fotografías 8 y 9.

Curva esfuerzo - deformación

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Figura 11. Gráfica esfuerzo-deformación de la mezcla inyectada en las cavidades de Atizapán.


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