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  • 9.

    HUNDIMIENTO REGIONAL

    9.1 Origen del fenmenoLa extraccin de agua de los acuferos se califica como sobrexplotacin cuando se saca un caudalmayor que.1a capacidad natural de recuperacin. Tal abuso en una regin tiene dos consecuencias:

    a) La inevitable reduccin de agua extrable, que llevada al lmite puede agotar la fuente. Este excesoest ocurriendo en tantas regiones del mundo, que se ha transformado en una preocupacin de laUNESCO, pues afecta a una larga lista de ciudades y regiones del orbe. Tambin contribuye a reducirla produccin agrcola mundial.

    b) El descenso gradual pero continuo del nivel de los acuferos provoca la disminucin de laspresiones del agua intersticial e incrementa el esfuerzo que acta efectivamente en la parte slida delsuelo. Esto ltimo desencadena el proceso de consolidacin de los estratos de suelos blandos de todala regin afectada por el bombeo, 10 cual se manifiesta con hundimientos de la superficie que casisiempre terminan por daar a las construcciones y a las instalaciones municipales.

    En su libro "Regional Subsidence", A.C. Waltam (1989) incluye un captulo con los casos msilustrativo s de sobrexplotacin de acuferos, con el enfoque de un hidrlogo. En la Tabla 9.1 sereproduce la informacin de esa publicacin modificada conforme a la nomenclatura geotcnica.

    Es interesante comentar que los casos ms alarmantes son Venecia, porque el fenmeno causa grandao a su valiossimo patrimonio arquitectnico, a tal grado que para controlar las consecuentesinundaciones que ahora la aquejan se estn construyendo compuertas para controlar las mareasmximas; el problema de Bangkok es muy similar al de Venecia. En Mxico el problema se haextendido a muchos lugares de la repblica. Sufren de hundimiento regional y los consecuentesagrietamiento s las ciudades de Quertaro, Celara, Irapuato, Torren y Aguascalientes; empiezatambin a manifestarse en Toluca y Puebla.

    Es importante subrayar que en Shangai, en Koto y Bangkok estn teniendo xito con la inyeccin deagua para reducir los hundimientos; por su parte en la ciudad de Mxico se est apenas iniciando esteempeo.

    9.2 Verificacin del hundimiento regionalA partir de la segunda mitad del siglo pasado los ingenieros y arquitectos de la ciudad de Mxicoempezaron a advertir que las calles aparentemente se alzaban y los edificios quedaban ms bajos.Como consecuencia de ello eran frecuentes las inundaciones en cada poca de lluvias. Pero, ademsnotaron que el nivel de las aguas freticas se estaba levantando en casi un metro (Tllez, 1899).

    131

  • Tabla 9.1 Casos ms conocidos de hundimiento regional en el mundo

    Espesor de Abatimientoarcilla de agua

    m m

    Hundimientomedido

    m

    HundimientoUnitario

    M/m

    mv

    cm2fkgLugar

    60 100 0;35 0.00580.00380.0011

    0.00060.00080.0012

    Edadgeolgica

    delsubsuelo

    r,oceno50 48 0.19

    I

    Mioceno

    Reciente

    LondresSavannahVenecia 130

    0.015HoustonSanta ClaraSilicon ValleMxicoKioto-TokioValle de SanJo unShanghaiBangkok

    0.00170.0073

    j Reciente9 0.15

    2.3

    50

    300

    50

    Notas:

    1) Waltam define el hundimiento unitario respecto a la profundidad de abatimiento, mientrasque aqu se hizo respecto al espesor de arcilla. El caso de la ciudad de Mxico por simplecomparacin resulta mayor que todos.

    2) Waltam tambin defme un parmetro de explotacin unitaria, mientras que aqu se definiel coeficiente de compresibilidad, que se defme como el cociente del hundimiento unitario alcambio de presin inducido al suelo a causa del abatimiento del agua, tambin el de la ciudadde Mxico resulta el mayor de todos.

    3) El smbolo In. es el Coeficiente de Compresibilidad.4) El smbolo @ identifica los casos en que se ha tenido xito en la recarga del acufero.

    Esto gener muchas discusiones tcnicas, en las que algunos sostenan que la ciudad de Mxico sehunda. Para probarlo se realizaron nivelaciones topo grficas de una retcula de puntos dentro de laciudad, tomando como referencia la Tangente Inferior del Calendario Azteca, TICA, en ese entoncesadherido a la torre poniente de la Catedral Metropolitana, con la hiptesis falsa de que nicamenteeste punto no se hunda.

    La primera de esas nivelaciones se realiz bajo la responsabilidad del Profesor Javier Cavallari de laAcademia de San Carlos. La llev a cabo entre 1860 y 1861, con la ayuda de su alumno AntonioTorres Torija.La segunda nivelacin la hicieron en 1877 los ingenieros Francisco Jimnez y Benvenuto Gmez, aquienes se encarg tambin colocar 500 azulejos de referencia con la cota 10m por debajo del niveldel TICA. Estos primeros azulejos desgraciadamente fueron retirados, porque al observardiferencias con la primera nivelacin se crey que haba errores de medicin.

    La tercera nivelacin se ejecut bajo las rdenes del Ingeniero Roberto Gayol y tambin se colocaronreferencias en 1.892. Estas referencias son azulejos de 10 cm de lado que tienen la mitad superior decolor blanco y la inferior de azul; defmen la cota arbitraria 10m apoyndose en la referencia TICA.

    132

  • La cuarta nivelacin se llev a cabo entre 1887 y 1898, tambin bajo la direccin del IngenieroGayol, esta vez referenciada al Banco Superficial Atzacoalco, que estaba en el atrio del templo conese nombre, a unos 900 m al oriente de la Baslica de Guadalupe. Aos despus se comprob que esepunto tambin se hunda y por ello no era confiable y se hizo necesario defmir otro banco. Finalmenteel Prof. Marsal recopil la magnitud de los hundimientos en distintos puntos de la ciudad e interpretel fenmeno del hundimiento (Marsal etal, 1953).

    Referencias topogrficas. Para comprobar la magnitud y evolucin del hundimiento regional se fueentendiendo la necesidad de contar con referencias confiab1es: se empez, como se mencion antes,con la referencia TICA. Es importante aclarar que ese punto se hundi con velocidad de 2.2 cm/aoentre 1898 y 1925 y entre ese ltimo ao y 194710 hizo a 8.7 cm/ao (Tamez et al, 1992). Esehundimiento hizo necesario adoptar como referencia el punto ubicado en el atrio de la iglesia deAtzacoa1co el cual se formaliz en 1936 como el Banco No. 85 del Boletn de Mecnica de Suelos dela CNA, mediante un clavo hincado en la escalera de acceso, referencia que se abandon en 1947(CNA,1986).En 1936 se defini el Banco Atzacoalco con dos referencias, las Nos. 86 y 87, separadasverticalmente 69.2 cm, las cuales se dejaron de medir en 1963. El mencionado boletn no precisa laubicacin de esas referencias, para las cuales indica que en esos 27 aos se hundieron entre 3 y 4 cm.La ltima medicin del Banco Superior No. 87 se hizo en 1963 y registr una cota de 2244.362 m.

    Desde 1959 el boletn incluye el Banco No. 251, que 10 define como el "Monumento a Atzacoalcoarriba va, frente a Caseta de Polica de M. Carrera", las mediciones de ese banco indican que hasta1985 no ha sufrido ningn hundimiento y le asign la cota 2245.0078 m. Conviene aclarar que esemonumento tiene dos placas y que la cota mencionada corresponde a la superior que queda 70.5 cmms alta que la inferior. Es conveniente llamar la atencin que este Banco Atzacoalco es la referenciatopogrfica fundamental de la ciudad de Mxico, Fig. 81 y que se le tiene prcticamente abandonadoy expuesto a ser destruido.

    El cambio en las referencias dificulta asegurar la precisin de las primeras nivelaciones. De manerasimplificada se podra decir que tienen un error casi uniforme de 2.2 cm/ao, 10 que demuestra eldescuido con que se guarda esta valiosa informacin. -

    En la Fig. 82 se reproduce el ms significativo registro de hundimiento regional y que corresponde alde la torre poniente de la Catedral Metropolitana, en la referencia TICA y en la Fig. 81 se incluyendatos de nivelaciones recientes.

    Mediciones de la referencia TICA. Lamentablemente las mediciones de las defonnacionesverticales de los estratos de arcilla bajo la Catedral Metropolitana que se llevan a cabo desde 1989,han demostrado que la hiptesis del hundimiento con la que se valid la profundidad de los tnelesdel Sistema de Drenaje Profundo, est equivocada. En efecto, dichas mediciones, efectuadas en losbancos profundos, indican que la Capa Dura se hunda hasta 1992 con una velocidad deaproximadamente 50 % de la que se mide en la superficie y abajo de 80 m no habia hundimientocomo se ilustra en la Fig. 83, pero es todava ms inquietante que las mediciones en los mismosbancos, a finales del 2004, demuestran que el hundimiento sumado de las dos fonnaciones arcillosas,es del 42 % y que por debajo de 80 m sea del 58 %, en la I:"ig. 81 se anotan el nivel del BancoAtzacoalco y los valores de la referencia TI CA de la Catedral.

    Aunque la infonnacin anterior corresponde aun solo sitio, sugiere que la red de tneles colectoresest sometida a asentamientos diferenciales no despreciables y que el hundimiento afecta no slo alas arcillas sino tambin a los estratos profundos que se crean incompresibles. La acumulacin deestos diferenciales de hundimiento inevitablemente reducir la eficiencia hidrulica del sistema dedrenaje y sobre todo generar nuevas manifestaciones del hundimiento. Tambin provocar

    133

  • (1) Elevaciones iniciales(2) Tangente Inferior del

    Calendario Azteca

    (3) Banco en operacin actual,ver Foto adjunta

    (4) Esta numeracin se tom delBoletn N 8 de la CAVM

    (5) Comisin de Aguas delValle de Mxico

    (6) Direccin General de Construcciny Operacin de Obras Hidrulicas

    (7) Medicin referenciada a lacota 2245.008 m

    Fig. 81 Banco Atzacoalco

    134

  • oNota:Los nmeros indican la velocidadde hundimientos en cm/ao, losque tienen asterisco (*) son valores

    I promedio ta~bin en cm/a~

    2.'r;2240

    1~

    ~5.6',~~

    ~2~i

    2238

    2237

    8..7* 3

    5

    6

    2234

    7.1*--12233

    ,

    92232

    10oCX>CX>

    L

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    Tiempo, aos

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    oNON

    Fig. 82 Asentamiento regional de la referencia TICA de la Catedral

    135

    4

  • Azulejo de referencia + 10 m.

    ~ Poniente

    ;Ai.

    ~

    ~

    "" ",

    ~

    , '

    m B

    ~~~

    ~,

    m m

    Formacin arcillosa superior

    CaDa:aura:::::~~Formacin arcillosa inferior

    2003IF~cm/ao

    2004I.7.8 cm/ao

    ~~

    (2) (3) (4)3.9 cm/ao

    (54%)2.5 cm/ao

    (29%)1.6 cm/ao

    (21%)

    L.40.0

    Depsitos profundos 3.3 cm/ao(46%)

    1.3 cm/ao(15%)

    1.6 cm/ao(21%)

    u 60.0 (1)

    J80.0Arcillas limosas profundas

    E.,"C'""C'5":JeDo

    1.5 cm/ao(17%)

    1.2 cm/ao(15%)

    o100-1 100.4Arenas limosas

    3.4 cm/ao(39%)

    3.4 cm/ao(43%)

    o

    Limos arenosos

    ..Materialescompresibles

    Limas

    BANCOS DE NIVELPROFUNDOSArenas HUNDIMIENTOS

    Fig. 83 Distribucin de hundimiento anual entre 1991 y 2004 en la Catedral

    136

    ~

    (1) El banco de 60 m dej de funcionar en 1999(2) Medidos entre marzo 23 de 1991 y mayo 4 de 1992(3) Medidos entre julio 14 de 2002 y agosto 15 de 2003(4) Medidos entre agosto 15 de 2003 y julio 20 de 2004

    Los trabajos en la Catedral concluyeron en el ao 2000

  • desajustes en los tneles y al menos fisuras las cuales eventualmente se transfonnan en vas pordonde penetra agua del subsuelo. El efecto de drenaje de los tneles induce la aparicin dehundimientos superficiales a 10 largo de los ejes de esas obras que se manifiesta con edificiosinclinados. .

    Consecuencias Adicionales. Las mediciones recientes de la condiciones piezomtricas en el centrode la ciudad demuestran que el nivel fretico ha sufrido un abatimiento continuo que en la zona delZcalo es del orden de 18 cm al ao. Por su parte, tambin la presin del agua intersticial ha sufridoun abatimiento que alcanza cerca 25 ton/m2. Estas mismas mediciones sealan que existe un mantocolgado alimentado por las aguas de lluvia y las fugas en tuberas, Fig. 84. Este manto tiene prdidasdebidas a bombeos en construcciones en proceso y cajones de cimentacin mal impermeabilizados.A este abatimiento se suma la infiltracin del agua a mantos inferiores a travs de grietas, pozos parabombeo, sondeos que no fueron sellados y tambin por las vas permeables de los antiguosmanantiales y ojos de agua. Sin embargo, esta penetracin podra alargar el tiempo de consolidacinde los estratos ms someros de arcilla, aunque conlleva el riesgo de facilitar el arrastre decontaminantes. En la misma Fig. 84 se muestran las dos hiptesis que se han hecho sobre cmocambiarn las presiones de agua en el subsuelo. Se puede concluir que el proceso de abatimiento delagua que est ocurriendo ha reactivado el hundimiento regional, propiciando una nueva escalada dedaos a las estructuras e instalaciones de la ciudad.

    9.3 Cambios fsicos en las arcillasConsolidacin natural. El proceso de formacin de los suelos implic que se consolidaran bajo supropio peso, excepto en las costras duras superficiales, que se preconsolidarori fuertemente pordeshidratacin inducida por secado solar y que en su parte inferior formaron una zona ligeramentepreconsolidada. Considerando que la masa de suelo predominante era muy blanda y normalmenteconsolidada, la variacin de su resistencia al corte con la profundidad debi ser lineal y seguramentemuy similar en cualquier punto del lago. En centro del lago de Texcoco, que prcticamente no sufrietapas de sequa, y donde el contenido salino de sus aguas era ms alto, las arcillas resultaron msblandas y compresibles que en el resto de la cuenca.

    SCE-1 CONDICIONES PIEZOM~TRICASPiezmelro Mediciones

    Tubo.~e abierto en la EP1 robservaclon ' -~ ~ -

    (!) ~~(i)~Relleno

    10Costra superficial

    Presin hidrulica, (Mayo 90)20

    E

    ~

    Hidrosttica\ referencia

    \\,

    FAS

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    4 ~,'~,

    DepsitosProfundos 1 2 3 4 1 2 3 1 2 3 4

    6050 100 Presin de poro, u (kg/cm')

    Fig.84 Predicciones del abatimiento piezomtrico

    137

  • Consolidacin inducida. El desarrollo urbano en la zona lacustre de la cuenca de Mxico haocasionado un complejo proceso de consolidacin, en el que se distinguen los siguientes factores deinfluencia: .

    a) La colocacin de rellenos desde la poca precortesiana, necesarios para la construccin de templosy viviendas, as como para el desarrollo de zonas agrcolas.

    b) La apertura de tajos y tneles para el drenaje de aguas pluviales y negras 10 cual contribuy alabatimiento del nivel fretico, 10 que a su vez increment el espesor de la costra superficial yconsolid la parte superior de la costra de arcilla.

    c) La extraccin de agua del subsuelo, que ha venido consolidando progresivamente las arcillas,desde los estratos ms profundos a los superficiales.

    d) La construccin de estructuras, propiciada por el reciente crecimiento urbano.

    Resistencia al corte. Las etapas del proceso de consolidacin implican aumentos de la resistencia alcorte de los estratos de suelo descritos esquemticamente en la Fig. 85.

    Los incrementos de esfuerzo efectivos producidos por el bombeo, tambin modifican a otraspropiedades del suelo. Como resultado del proceso de consolidacin, el contenido de agua y larelacin de vacos han ido disminuyendo paulatinamente en muchas partes de la zona lacustre, altiempo que se incrementa el peso volumtrico de los materiales arcillosos. Por otro lado, lacompresibilidad ha ido disminuyendo mientras que las rigideces esttica y dinmica aumentangradualmente. Adems los cambios en las propiedades dinmicas del subsuelo modificarn en elfuturo la respuesta ssmica de los depsitos arcillosos 10 cual obligar a revisar peridicamente lazonificacin ssmica de la ciudad, se~ se ha demostrado en estudios recientes (Ovando et al, 2001).

    9.4

    Mecanismos

    de deformacin por consolidacin

    Las arcillas del valle de Mxico, como se ha mencionado antes, sufren defonnaciones de granmagnitud en procesos de consolidacin, como consecuencia de la disminucin de su contenido deagua provocados por la aplicacin de cargas o la extraccin de agua del subsuelo. En fonna simplistael proceso dedefonnacin se divide en dos etapas:

    Consolidacin primaria. Es la ocasionada por el drenaje o salida de agua de la estructura del suelo yes una funcin del incremento de esfuerzos que se trasmiten ala masa de suelo, como consecuenciade las sobrecargas de rellenos y de los pesos de los edificios. La carga aplicada externamente la recibela estructura del suelo y es el agua por ser casi incompresible la que toma instantneamente toda lacarga, pero como es un fluido gradualmente se drena y la trasmite al esqueleto de los slidos, con elnombre de i~cremento de presin efectiva ode los slidos. La duracin de este proceso depende de ladistancia que recorre el agua para encontrar donde disipar su presin, que puede ser una lentepermeable, la superficie donde se pierde por evaporacin o las grietas o fisuras que pudieran existirdentro de la masa de suelo. Esta prdida de volumen de agua es la que se transforma en deformacinvertical o asentamiento. En casi todas las zonas de la ciudad esta consolidacin primaria ocurre en unlapso variable del orden de uno a cuatro aos.

    Consolidacin secundaria. Se interpreta como un mecanismo de deformacin viscosa, tambinprovocada por el incremento de esfuerzos efectivos inducido en la masa de suelo, en el cual ladisminucin del contenido de agua es muy pequea. A diferencia de la consolidacin primaria, suefecto se manifiesta durante dcadas y su magnitud tambin es una funcin del esfuerzo aplicado. Apesar de la importancia de este fenmeno ha sido poco estudiado en las arcillas del Valle de Mxico.

    138

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  • En estricto rigor los efectos viscosos que dominan el comportamiento del suelo durante laconsolidacin secundaria estn presentes desde el inicio del proceso de consolidacin. Porconveniencia y simplicidad los efectos de la consolidacin primaria se separan de los que provoca laconsolidacin secundaria lo cual resulta apropiado en aquellos casos en los que las cargas se aplicanen plazos relativamente cortos; por ejemplo, cuando se construye una estructura sin interrupcionessignificativas. En el caso del hundimiento de la ciudad producido por el bombeo regional los efectosviscosos no pueden separarse y es por ello que para estudiarlo con mayor rigor se emplean modelosmatemticos que los incluyen (Ovando y Ossa, 2004).

    En cuanto a los factores que desencadenan cambios de esfuerzos en la masa de suelo, los msimportantes y rpidos los induce el hombre de manera directa o como secuela de alguna accin; porsu parte, la naturaleza tambin contribuye a incrementar las deformaciones, aunque en general susefectos son lentos. Los tres factores que ms influyen en los cambios de esfuerzos son:

    Cargas aplicadas. Pueden ser superficiales como simples rellenos o estructuras cimentadassomeramente. En suelos tan blandos como los del vaso del lago Texcoco, donde an rellenos de pocoespesor causan deformaciones del orden del espesor del relleno y estructuras d~ dos nivelesrequieren de cimientos apropiados. Las cargas tambin pueden ser profundas cuando las trasmitenpilotes o pilas que penetran en la masa de suelo.

    Extraccin de agua somera. Es una prctica que se realiza con carcter de temporal en excavacionespero puede convertirse en permanente cuando se trata de desalojar ese lquido de muchos stanos,sobre todo en edificios del centro de la ciudad, as como en las lneas del metro y en todos loscolectores y tneles del sistema de drenaje profundo. La informacin que se tiene sobre lacontribucin de este bombeo a los hundimientos en sitios especficos se ha soslayado en general ypor ello se desconoce su ,importancia. Un caso en el que se midi ese efecto fue el de la CorreccinGeomtrica de la Catedral Metropolitana donde se utiliz, durante ms de cinco aos, un sistema debombeo a base de puntas eyectoras colocadas en los estratos ms someros de la Formacin ArcillosaSuperior (Santoyo y Ovando, 2000). Con base en las mediciones efectuadas, se determin que en1995 la Relacin de Hundimiento fue de 21 % (volumen del hundimiento rnducido entre volumen deagua extrada), la cual se redujo gradualmente hasta llegar a 15 %, tres aos despus; esto casopermite ratificar que la extraccin de agua superficial tiene una gran influencia en el valor de loshundimientos que estn ocurriendo.

    Extraccin de agua de los mantos profundos. Como ya se dijo, se viene haciendo desde mediadosdel siglo pasado mediante pozos de bombeo activo. El nmero de pozos en operacin es de unos1,600 como se deduce de la Fig. 86, aunque tambin hay innumerables pozos clandestinos y otrosfuera de uso pero al estar mal sellados facilitan el flujo descendente de agua. La consecuente prdidade presin en el agua intersticial contribuye al e hundimiento regional, fenmeno que se describems adelante.

    A continuacin se describen otros tres factores que tambin tienen influencia en el hundimientoregional sin que su importancia se haya podido cuantificar con rigor:

    Evaporacin solar. En los estratos ms someros el agua intersticial asciende dentro de la masa desuelo por capilaridad y en la superficie ocurre evaporacin. La influencia solar vara durante el ao yalcanza su mximo durante la poca de secas. Este fenmeno ha sido investigado por el Prof. JessAlberro, quien ha llegado a inquietantes conclusiones pues de acuerdo con sus estudios, es factibleque ocurran asentamientos de hasta 75 cm en seis meses de sequa intensa y que en las siguienteslluvias slo se recuperen 7.5 cm(Alberroetal, 1990y2000).

    140

  • 141

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  • Extraccin de agua por rboles. Hasta ahora se ha ignorado la influencia de los rboles en elhundimiento regional porque se le ha considerado irrelevante; contribuye a esta simplificacin lafalta de conocimiento confiable sobre el nmero y los tipos de rboles que se han sembrado en la zonaurbana. En la Universidad Autnoma Metropolitana se han recopilado datos sobre las especies derboles originales del valle y las tradas de otras partes del mundo (Martnez et al, 1994). Lainformacin es excelente, pero desafortunadamente no incluye valores sobre el posible consumo deagua de las especies identificadas.

    Se carece de datos experimentales que permitan deducir el volumen total de agua que consumen losrboles sembrados en la zona urbana, pero como se mencion en el inciso 8.8, Broms midi quegrandes hayas y abedules sembrados en Estocolmo succionan de 300 a 500 ltlda durante los veranosclidos; en la literatura sobre silvicultura se afIrma que el lamo americano, los eucaliptos y lascasuarinas pueden consumir hasta de 200 lten das muy calientes y secos.

    Una estimacin burda del nmero de rboles que crecen en la zona urbana y conurbada con sub suelode arcilla blanda es de unos 1,600,000 especmenes, los cuales en su mayora tienen dificultad paracaptar el agua de lluvia y se carece de la costumbre de regarlos con frecuencia; ms an, laimpermeabilidad de los pavimentos y aceras les obliga a tomar agua que requieren del subsuelo.Suponiendo que cada rbol consuma en promedio 150 lt!da, resulta que los rboles pueden estarsuccionado 2.8 m3 de agua diariamente 10 cual representa como e14 % del consumo total de agua en laciudad que, como se menciona ms adelante, es de unos 76.6 m3/da.

    Pozos abandonados. En todos los rumbos de la ciudad existen pozos para la extraccin de agua quefueron abandonados sin haberlos sellado confiablemente. La prctica usual ha sido rellenarlos conmaterial gra,nular y mortero de cemento en la parte superior 10 cual permite que dichos pozosfuncionen como drenes verticales, facilitando el descenso del agua de los estratos superiores a losinferiores. Un caso que debe investigarse es el de los casi 500 pozos de Sosa Texcoco, perforados aprofundidades del orden de 30 a 60 m los cuales, como se mencion antes, se abandonaron sin quefueran sellados. Una parte de los terrenos explotados por esa empresa ha sido urbanizada y ahora sonmanifiestos los problemas que genera la presencia de dichos pozos. Otro enorme nmero de pozosque tambin pueden tener alguna influencia son los sondeos de mecnica de suelos, para los que noexiste la norma de sellarlos a su conclusin. Un indicador de que esos pozos se convierten en lneasde flujo se vivi en la Av. Cuauhtmoc. En efecto, durante la excavacin del tnel colector que ah seperfor con aire a presin a unos 24 mde profundidad, se present una emergencia pues variossondeos realizados meses antes, funcionaron como conductos por los que se fugaba aire y causaronproblemas durante la construccin.

    Erosin de suelo. En la zona lacustre ocurre cuando el agua que escapa de los drenajes mal selladosarrastra partculas del suelo que los rodea y termina por formar hondonadas que se asemejan apequeos crteres, como se observa en varias unidades habitacionales del valle. Este es el nicoefecto que no se correlaciona con la prdida de agua de las arcillas.

    9.5 Hundimientos medidosLa evolucin del hundimiento de la ciudad de Mxico se ilustra en la Fig. 82 en donde se muestran losasentamientos que se han registrado desde 1856 en la base de la torre poniente de la CatedralMetropolitana. Los hundimientos en ese sitio, que alcanzaron casi 8.5 m cerca de ciento cincuentaaos despus, son tpicos de los que tambin se han podido observar en otros lugares del centrohistrico. La informacin con la que se construy esa figura proviene de los datos reunidos por elgelogoA. R. V. Arellano (1951) y por la extinta Gerencia de Aguas del Valle de Mxico (GAVM) dela Secretara de Recursos Hidrulicos la cual se encarg desde 1937 de recopilar las mediciones

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  • topo grficas de los hundimientos de una red de puntos interesantes de la ciudad, as como de loscambios en las presiones del agua intersticial a varias profundidades. Toda. la informacin sepublicaba en los Boletines de Mecnica de Suelos; en 19861a GAVM imprimi el ltimo boletn, elNo. 10 (CNA, 1986). Los boletines dejaron de aparecer cuando la GAVM desapareci y fuesustitUida por la Gerencia Regional de Aguas del Valle de Mxico (GRAVAMEX) de la ComisinNacional del Agua y, desafortUnadamente, desde entonces slo es posible acceder a esa informacinde manera informal. L Direccin General de Construccin y Operacin Hidrulica del Gobierno delDistrito Federal (ahora Sistema de Aguas de la Ciudad de Mxico) tambin tiene su red de puntos decontrol topogrfico y de piezmetros, pero la informacin que recopila la maneja internamente ytampoco se tiene acceso a ella.

    La ltima informacin que fue puesta a disposicin del pblico por la GA VM (Gerencia de Aguas delValle de Mxico, dependiente de la anterior Secretaria de Recursos Hidrulicos y ahoraGRAVAMEX Gerencia Regional de Aguas del Valle de Mxico, dependiente de la ComisinNacional

    del Agua), corresponde al ao 1995 y se reproduce en la Fig. 87 con reservas, porqueproviene de una copia. De acuerdo con 10 que ah se aprecia, conviene destac'ar que las zonas conmayor velocidad de hundimiento anual se encuentran en los alrededores del Pen del Marqus conalarmantes valores de hasta 40 cm! ao. Tambin son preocupante s los valores registrados en Coapa yen el municipio de Ecatepec, Estado de Mxico, donde se han construido muchas unidadeshabitacionales que estn sufriendo asentamiento s diferenciales de tan grande magnitu4 que, enalgunos casos, han obligado hasta la demolicin de algunos edificios.

    Se puede afirmar que esa figura demuestra que los hundimientos que por muchos aos pasaron casiinadvertidos y slo eran preocupacin de los especialistas, ahora, con el paso de los aos, seadvierten a simple vista. Muchas calles tienen lomos y protuberancias que antes no se apreciaban ycada vez es ms notorio el desplomo que acumula un enorme nmero de edificios en todas partes dela ciudad. Algunas colonias que antes se consideraban exentas de los efectos del fenmeno, como porejemplo la del Valle y la Roma, presentan evidentes daos en edificios y en las vialidades.

    Agrietamiento del sub suelo

    En la planicie seca del antiguo lago de Texcoco siempre se ha observado el fenmeno de fisuramientode las arcillas Fig. 88, que se puede describir como un evento rpido que ocurre cuando se acumulaagua en la superficie y bruscamente se abre una fisura por la que penetra ese lquido. El mecanismo esuno de fisuramiento hidrulico y, como se describe esquemticamente en la Fig. 89~ el agua que seacumula en la superficie penetra dentro de la discontinuidad y genera un incremento de las presioneshorizontales en su vrtice inferior 10 cual propaga la grieta. Muchos investigadores han analizadoeste fenmeno, comenzando por Nabor Carrillo. Eulalio Jurez Badillo ha escrito numerososartculos para explicarlo as como Germn Figueroa (1984), pero las ms recientes contribuciones altema son obra de Jess Alberro (1990 y 1991), de GabrielAuvinet (1981) y de Marcos Mazari et al,(1996); tambin se han publicado otras contribuciones (SMMS 1991b y 2002). De acuerdo conAuvinet, el estado de tensiones que produce los agrietamiento s se inhibe cuando hay una cierta cargaaplicada en la superficie, que anula esa tensin. Este efecto ha protegido a muchas construcciones deser daadas por las grietas y son las estructuras ligeras las ms expuestas a sus accines destructivas.

    Comportamiento del Centro Histrico

    El hundimiento regional es la principal amenaza para el patrimonio arquitectnico de la ciudad.Muchos de los edificios con valor artstico que se localizan en diversas partes de la zona lacustre,principalmente en el centro histrico de la ciudad, padecen los efectos del hundimiento regional. Losasentamiento s diferenciales generados por esta causa se agregan a los que se produjeron por la

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  • Grietas en la Calzo l. Zaragoza -Santa Martha Acatitla(Orilla del Lago)

    Grietas en la zona de transicin de la Calzo l. Zaragozahacia la Sierra de Santa Catarina

    Fig. 88 Grietas tpicas

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  • consolidacin primaria de las arcillas sobre los que se desplantaron templos, conventos, edificioscvicos y palacios seoriales durante el virreinato. El hundimiento regional cuya intensidad y efectosnocivos han ido aumentando desde que comenz el bombeo intensivo de agua en la cuenca amediados def siglo XIX. Como los hundimientos no son uniformes, aparecen asentamientosdiferenciales que daan a muchas construcciones y ponen en peligro a una gran parte del patrimonioarquitectnico de 'la ciudad. Hoyes el principal responsable del dao y deterioro acumulado que seobserva en los principales monumentos arquitectnicos de la ciudad.

    Las tcnicas de recimentacin y de renivelacin de estructuras ya descritas, se han aplicado a laconservacin de monumentos arquitectnicos. En este sentido, el paradigma es el caso de la CatedralMetropolitana. En efecto, durante el proyecto para la Correccin Geomtrica de la Catedral y elSagrario se desarroll e implant una tcnica correctiva, la subexcavacin, que posteriormente se haaplicado en algunos otros monumentos y en edificaciones que, sin ser parte del patrimonio artstico,tambin se han intervenido. Tambin se desarroll otra tcnica aplicable a la conservacin demonumentos pero esta ltima de carcter preventivo: el endurecimiento selectivo del subsuelomediante inyecciones de mortero, de amplia aplicabilidad para la conservacin de monumentosafectados por diferenciales de hundimiento. No son las nicas tcnicas disponibles en la actualidadpues recientemente se han desarrollado micropilotes especialmente adaptados a las condiciones delsubsuelo de la ciudad as como ingenios novedosos como la creacin de pantallas antifriccionantes,eficaces coadyuvantes para reducir los hundimientos diferenciales en algunos casos.

    Sin duda los desarrollos tecnolgicos que surgieron del proyecto catedralicio permiten ser msoptimistas respecto al futuro de los cientos de monumentos que estn siendo afectados por elhundimiento regional. CONACULTA elabor un estudio en el que se identificaron aquellos que seencuentran en condiciones crticas y que, por tanto, requieren de intervenciones impostergables deconservacin o de salvamento. Slo en el Centro Histrico se identificaron 46 de stos; en la Fig. 90se enumeran y se presenta su ubicacin.

    9.8 Comportamiento de las orillasProblemtica observada. En las zonas de transicin abrupta, en el contacto de los suelos arcillososlacustre s del valle de Mxico con los domo s volcnicos que los confinan, es donde el proceso dehundimiento diferencial se manifiesta con mayor virulencia con la consecuente aparicin de fisurasen la superficie, como se ilustra en la Fig. 91. Por los daos que provoca a las instalacionesmunicipales y a las estructuras, se debe investigar su magnitud actual y evaluar las consecuenciasque tendr en el futuro.

    Identificacin de las zonas afectadas. Las condiciones de transicin abrupta se presentan al norte,oriente y sur de la ciudad de Mxico. Los daos que han producido los hundimientos diferenciales enla zona norte son los ms conocidos, particularmente el desplomo de la Baslica de Guada1upeFig. 92, a partir de los aos 40 y, en los aos 60, el desarrollo de fisuras en las colonias La Florida yEchegaray en el municipio de Nauca1pan, Estado de Mxico (Auvinet, 1981 y A1berro, 1990). Aloriente se han activado daos todava ligeros en la periferia del Pen de los Baos y alarmantesalrededor del Pen del Marqus, como se advierte en la Fig. 93. Los diferenciales de hundimientoque se han observado a esa altura de la Calzada Zaragoza, incluso han causado accidentes viales. Alsur, el fenmeno tambin ha ganado importancia, sobre todo a partir de 1970. Se pueden observarasentamiento s y grietas activas en las cercanas del cerro de La Estrella y a ambos lados de la Sierrade Santa Catarina as como, ms recientemente, en los alrededores de la Noria, Tepepan y Xico. Alnorte, en las laderas del Cerro Gordo, las deformaciones diferenciales son notables.

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