Fenómeno Geológico

Marco conceptual

Los agentes perturbadores geológicos tienen como causa directa las acciones y movimientos de la corteza terrestre. A esta categoría pertenecen los sismos, las erupciones volcánicas, los tsunamis, la inestabilidad de laderas, los flujos, los caídos o derrumbes, los hundimientos, la subsidencia y los agrietamientos. Los riesgos geológicos son aquellas condiciones, procesos, fenómenos o eventos que debido a su localización y frecuencia pueden causar daños o pérdidas probables sobre un agente afectable, resultado de la interacción entre su vulnerabilidad y la presencia de un agente perturbador o manifestación natural. Las manifestaciones naturales son inevitables, por lo que es importante, conocerlas e identificar los peligros y riesgos que estas implican, actuando de forma preventiva para eliminar o minimizar sus impactos destructivos sobre las personas, sus bienes y la infraestructura, así como anticiparse a los procesos naturales o antropogénicos de construcción de estas manifestaciones, por lo que es necesario conocer su comportamiento y su distribución en el territorio. Cada agente perturbador se analiza con el propósito de determinar sus causas, su alcance y evaluar su peligrosidad; acciones que son dirigidas a la creación e implementación de políticas públicas, estrategias y procedimientos integrados que combatan los efectos catastróficos sobre las personas y sus bienes y fortalezcan la capacidad de resiliencia o resistencia de la sociedad.

Sismos o Terremotos

Los sismos, temblores o terremotos son términos usuales para referirse a los movimientos de la litosfera terrestre, sin embargo, el termino sismo es más utilizado (terremoto se refiere a un evento sísmico de grandes dimensiones). Los sismos se originan por la liberación súbita de energía que origina vibraciones o movimientos bruscos de corta duración e intensidad variable, en todas direcciones a partir del epicentro (foco).

Causas Aunque la interacción entre los límites de las placas tectónicas provocados por su dinámica de desplazamiento es la principal causa de los sismos, no es la única. Cualquier proceso o evento que pueda lograr grandes concentraciones de energía en las rocas puede generar sismos cuya intensidad dependerá de factores como la zona de concentración de dicho esfuerzo. Las causas más generales se pueden describir según su orden de importancia en: Tectónica de Placas: Son los sismos originados directamente por los efectos de desplazamiento de las placas tectónicas que conforman la corteza, afectan grandes extensiones y es la causa que genera más número de sismos.

Volcánica: Sismos originados por la erupción generalmente violenta generando grandes sacudidas que afectan sobre todo a lugares cercanos, aunque es poco frecuente. Hundimientos: La acción erosiva de las aguas subterráneas puede originar vacios estructurales los cuales pueden presentar asentamiento súbito por el peso. Esta caída puede generar vibraciones sísmicas, aunque su ocurrencia es poco frecuente y muy centralizada. Deslizamientos: Los deslizamientos ocurridos en zonas montañosas contienen una fuerza acumulada la cual puede producir sismos al presentarse caídas de material al desplazarse generalmente sobre planos de falla. Sin embargo no son de gran magnitud. Explosiones: Las explosiones provocadas por el ser humano también pueden provocar movimientos sísmicos. La explicación a muchos fenómenos sísmicos y volcánicos que han ocurrido en los últimos años refieren su causa a la dinámica de las fallas tectónicas y a los mecanismos de movimiento de las placas tectónicas. La República Mexicana está situada en una de las regiones sísmicas más activas del mundo, enclavada dentro del área conocida como Cinturón Circumpacífico donde se concentra la mayor actividad sísmica del planeta. Chiapas, Guerrero, Oaxaca, Michoacán, Colima y Jalisco son los Estados con mayor sismicidad en la República Mexicana debido a la interacción con las

placas oceánicas de Cocos y Rivera que subducen con las de Norteamérica y del Caribe.

Fig. 1. Cinturón Circumpacífico en límites de la placa del Pacifico, Cocos y

Rivera.

Sobre la costa del Pacífico frente a los Estados de Michoacán y Jalisco también por esta misma acción es afectado el Estado de Guanajuato aunque debido a la naturaleza de su terreno de orografías elevadas es afectado en menor magnitud, sin embargo la ocurrencia de fallas geológicas locales localizadas en valles o planicies vuelven vulnerables estas zonas donde se encuentra la mayor concentración de infraestructura. Cuando una roca se deforma acumula en su interior energía elástica de deformación; dependiendo del tamaño de esta deformación, la roca puede llegar a sus límites elásticos y romper, esta ruptura súbita origina una falla. Un plano de falla puede desplazarse en diferentes direcciones generando nuevos esfuerzos de deformación que provocarán que la roca vuelva a tomar su forma original, estos movimientos repentinos de grandes masas de roca, producen ondas sísmicas que viajan a través y por la superficie de la Tierra, dando lugar a un sismo. Características El punto exacto donde ocurre la liberación de energía que origina un sismo se llama foco o hipocentro, situado debajo de la superficie terrestre, a unos pocos kilómetros hasta un máximo de 700 km de profundidad. El epicentro es la proyección del foco en la superficie situada directamente sobre el foco,

donde el sismo alcanza su mayor intensidad, el mecanismo o superficie de falla es causado precisamente por la liberación repentina de esfuerzos, de esta manera la tierra es sujeta a la vibración producida por las ondas sísmicas liberadas en todas direcciones.

Fig. 2. Liberación de energía en un plano de falla y producción de un sismo.

Las ondas sísmicas son detectadas por un aparato medidor llamado sismógrafo el cual ilustra estas ondas por medio de graficas de distancia tiempo llamadas sismogramas. Las ondas sísmicas producen movimientos trepidatorios y oscilatorios uno de componente vertical y el otro de componente horizontal, los componentes verticales son de más intensidad en las cercanías del epicentro mientras que los componentes horizontales son más visibles al alejarse del mismo. La denominación de terremoto se refiere a los sismos ocurridos en tierra que tienen grandes dimensiones, en el caso de los movimientos sísmicos originados en mar se denominan maremotos, los cuales pueden generar olas gigantescas llamadas tsunamis.

Impacto Los efectos de un sismo traen como consecuencia el sacudimiento del suelo, los incendios, las olas marinas sísmicas y los derrumbes, así como la interrupción de los servicios vitales, el pánico y el choque psicológico. Los daños dependen de la hora en que ocurre el sismo, la magnitud, la distancia del epicentro, la geología del área, el tipo de construcción de las diversas estructuras, densidad de la población y duración del sacudimiento. La Escala de Magnitud o Richter, es un parámetro que indica el tamaño relativo del mismo y está, por lo tanto, relacionada con la cantidad de energía liberada en la fuente del temblor, la escala de magnitud es logarítmica, significando esto que un temblor de 7.0, por ejemplo, es 10 veces más fuerte que el producido por uno de magnitud 6.0, por otro lado , la intensidad es un parámetro variable que describe los efectos que un temblor causa sobre la sociedad y sus estructuras, a diferencia de la magnitud , que tiene un valor único. Para un temblor dado existirán varias intensidades, dependiendo de la ubicación donde se esté observando.

Tabla. 1. Comparativa entre escala de Richter y Escala de Mercalli. Las predicciones sísmicas son el resultado de la comprensión de los procesos sísmicos en la naturaleza, la sismología es la ciencia encargada de la interpretación y comprensión de los eventos sísmicos hasta hoy en día no

existe una técnica eficaz que permita predecir los sismos, sin embargo los sismos son un fenómeno recurrente. Los eventos sísmicos ocurren periódicamente en las mismas regiones geográficas; a medida que pasa el tiempo en una región donde no ha ocurrido un temblor fuerte, mayor es la probabilidad de que ahí ocurra uno. Actualmente el Servicio Sismológico Nacional cuenta con cerca de 102 equipos para el registro de temblores, los cuales se encuentran distribuidos estratégicamente por todo el territorio nacional, cada uno está equipado con un sismógrafo y un acelerógrafo de alta sensibilidad controlada por computadora, esta red, es una de las más avanzadas en el mundo. Con fines de diseño antisísmico, la República Mexicana se dividió en cuatro zonas sísmicas, utilizándose catálogos de sismos del país desde inicios de siglo. De acuerdo a esto, existe una clasificación de 4 regiones sísmicas identificadas por A, B, C y D de mayor a menor intensidad respectivamente.

Fig. 3. Regionalización sísmica de la República Mexicana.

El Estado de Guanajuato se ubica caracterizada por ser una zona sísmica intermedia, donde se reportan sismos no tan frecuentes o son zonas afectadas por altas aceleraciones del suelo pero que no sobrepasan el 70% de la aceleración del suelo.

Vulcanismo

La actividad Volcánica o Vulcanismo son términos usuales para referirse a la manifestación de la energía interna de la tierra a través de una abertura en la litósfera terrestre, con expulsión de roca fundida denominada magma, actividad de fumarolas o cenizas, y magma o roca derretida, así como a la actividad hidrotermal remanente. Hay volcanes en los continentes y en los fondos oceánicos. Causas La actividad volcánica está íntimamente relacionada con los denominados cinturones sísmicos, los cuales están situados en los límites de las placas tectónicas. Es importante mencionar que estas placas siempre están en movimiento aunque de modo casi imperceptible, excepto en los movimientos sísmicos más fuertes. En México gran parte del vulcanismo está relacionado con la zona de subducción formada por las placas oceánicas de Rivera y Cocos, con la gran placa Norteamericana, debido a esta interacción se produjo la Faja Volcánica Transmexicana (FVTM). Existen más de 2,000 volcanes, de los cuales alrededor de 12 se consideran activos o peligrosos.

Fig. 4. Principales centros volcánicos de la Faja Volcánica Transmexicana.

Características Los volcanes tienen diversas clasificaciones, por ejemplo, de acuerdo a su forma, su tipo de erupción, la naturaleza de los materiales que expulsan o su actividad. Algunos ejemplos de esta clasificación son: Volcanes con cono de ceniza: Se forman por el apilamiento de cenizas durante las erupciones basálticas, en las que predominan materiales calientes solidificados en el aire que caen en las proximidades del centro de emisión. Volcanes de tipo escudo: Se forman por la acumulación sucesiva de corrientes de lava fluida, por lo que su topografía es suave y su cima forma una planicie ligeramente encorvada. Volcanes estratificados: Éstos presentan una forma más regular y por lo general tiene un cono muy alto constituido por capas alternadas de lava y ceniza. Son los formados con capas de material fragmentario y corrientes de lava intercaladas. Una erupción consiste en la emisión de materiales magmáticos, que son rocas fundidas acompañadas de gases y vapores, desde profundidades terrestres hasta la superficie. De acuerdo con los materiales predominantes y la forma de las explosiones existen en el mundo cuatro tipos fundamentales de erupciones: Tipo hawaiano: Es el que arroja lava sumamente fluida con eventos violentos pero muy escasos; el escurrimiento de los materiales es muy fluido el cual forma lagos de fuego en los cráteres y en algunas islas, las lavas fluidas se extienden muy lejos llegando, a veces, hasta el mar. Tipo estromboliano: En este caso las lavas son menos fluidas, la lava es acompañada de bombas sólidas y cenizas. Este tipo de volcanes tienen explosiones violentas en donde el magma se desmenuza en forma de piedra pómez. Tipo vulcaniano: Estas erupciones se presentan con gran abundancia de productos viscosos, su lava es escasa, espesa y se solidifica con rapidez en la superficie; las nubes de la erupción son muy densas con bombas de formas porosas y vidriadas en su superficie. Tipo peleano: Estos volcanes arrojan nubes ardientes a muy altas temperaturas. La erupción es casi en dirección horizontal y se da con un gran desprendimiento de gases asfixiantes.

Es importante conocer algunos de los peligros volcánicos que se pueden presentar ante una erupción volcánica, así como sus alcances, velocidades y temperaturas promedio.

Tabla. 2. Peligros volcánicos y sus características.

Impacto El Estado de Guanajuato se ubica en la provincia fisiográfica del eje Neovolcánico, y aunque no son muy frecuentes estos fenómenos, existen lugares en donde se manifiestan algunos tipos de actividad volcánica, como es el caso de Palo Huérfano en Allende, El Culiacán y La Gavia en Cortázar, La Batea y Las Hoyas en Valle de Santiago, Rancho de Guadalupe en Apaseo el Grande en donde existe una actividad geotérmica importante en una zona de aproximadamente 1.5 hectáreas, y en general en la región Valle de Santiago- Yuríria- Moroleón.

Por su morfología, en el Estado de Guanajuato, se manifiestan tres tipos de volcanes Estratovolcán: Palo Huérfano de Allende y El Culiacán de Cortázar. Volcán de Escudo: La Gavia en Cortázar. Cono Cinerítico o de Ceniza: Volcanes ubicados en Valle de Santiago. Maremotos y Tsunamis La mayoría de los tsunamis se originan por terremotos en el fondo del mar; sin embargo, decenas de tsunamis históricos de origen volcánico han causado

numerosas muertes y grandes daños a las propiedades a lo largo de las playas marinas y lacustres, aun a grandes distancias de las erupciones. La estadística de maremotos ocurridos en la costa occidental de México se dificulta porque: a) excepto algunos lugares como Acapulco, antes del siglo XIX permaneció casi deshabitada, y b) la operación de la red de mareógrafos, en que tradicionalmente se registran los tsunamis, comenzó hace apenas 53 años (1952), y contiene vacíos notorios de datos.

Tabla. 3. Tsunamis de origen local observados o registrados en México.

El Catálogo de Tsunamis en la Costa Occidental de México, documenta 49 tsunamis arribados desde 1732 hasta 1985: 16 de origen lejano y 33 de origen local, que se detallan cronológicamente. De 1986 a 1991, en México no hubo

registros; tal vez porque ninguno llegó, o por operación deficiente de los mareógrafos. A partir de 1992, el CICESE y la Secretaría de Marina de México, en colaboración con la Administración Nacional del Océano y de la Atmósfera de los Estados Unidos de América (por sus siglas en inglés NOAA) y el Sistema de Alerta de Tsunamis del Pacífico (de la UNESCO) instalaron y mantienen 3 mareógrafos, equipados para transmisión inmediata de señales a satélite, en Manzanillo, isla Socorro y Cabo San Lucas. Por la ubicación del Estado de Guanajuato dentro de la República Mexicana, este aspecto de los fenómenos geológicos resulta irrelevante en los efectos y consecuencias de manera directa, sin embargo, no deja de tener una gran importancia, una manifestación de este tipo, en cualquier lugar del mundo, por las repercusiones económicas y sociales que desencadenaría, por lo que es conveniente tener ubicados los lugares que pudieran tener afectaciones dentro del marco nacional.

Inestabilidad de Laderas Flujos, Deslizamientos, Caídos o Derrumbes

Causas Existen diversos factores para la inestabilidad de laderas. Principalmente influyen las modificaciones a la geometría de la ladera, por erosión o excavaciones artificiales, efectos de sismos de gran magnitud, explosiones para construcción o minería, lluvias intensas y prolongadas, debilitamiento de la capa superficial del suelo por deforestación, etc. Las principales causas naturales que disparan o activan los deslizamientos son: Las lluvias intensas y prolongadas Los sismos fuertes. La actividad volcánica, y/o La combinación de ellas. Las causas que disparan los deslizamientos también están relacionadas con las características geológicas y geomorfológicas del sitio (pendiente, altura, agrietamiento, grado de alteración de las rocas, etc.), así como propiedades mecánicas de los materiales propensos a la falla. En términos generales las causas o factores que propician los deslizamientos se pueden dividir en: Causas Externas.- Son aquellas que producen un incremento de los esfuerzos cortantes, sin que la resistencia del material que compone el talud cambie. Dichas causas externas pueden ser: cambios en la pendiente del talud,

acumulación de cargas sobre el talud o acciones dinámicas como las producidas por sismo, erupciones volcánicas o explosiones.

Causas Internas.- Están directamente relacionadas con el origen y las

propiedades de los suelos que componen la ladera, así como por su

distribución espacial. La presencia de agua en el terreno ejerce una

presión dentro de la masa de suelo que provoca la disminución de su

resistencia al esfuerzo cortante, y consecuentemente la falla de una

ladera.

El agua, ya sea por lluvias o cualquier otra fuente, es la principal causa interna

que provoca una disminución de la resistencia en la potencial superficie de la

falla. Para evitar la inestabilidad de las laderas hay que detener la

deforestación, no excavar los costados de éstas, ni realizar cortes sin

supervisión, detectar y corregir fugas de agua.

Algunos de los indicios de la posibilidad de ocurrencia de una inestabilidad de

laderas son la presencia de manantiales, filtraciones o suelos saturados en

áreas que generalmente no están húmedas, desarrollo de grietas o

abultamientos en terreno natural o artificial, inclinación de postes y árboles,

puertas y ventanas que no cierran con facilidad y espacios visibles entre los

marcos de las mismas.

Características

Partes que componen una ladera y un deslizamiento

Corona: Es el material de la parte más alta de la escarpa principal y que

permanecen en el lugar después de producirse un deslizamiento.

Superficie original del terreno: Es la superficie inclinada o talud de

una ladera antes de que ocurra el movimiento de deslizamiento.

Hombro: Es la zona de transición entre la superficie original del terreno

y la corona.

Pie de Ladera: Parte más baja de la ladera.

Pie de la superficie de falla: Es la línea de intersección (en ocasiones

cubierta) entre la superficie de falla y la superficie original del terreno.

Escarpe principal de falla: Es el escalón o superficie abrupta localizada

en la parte superior de la ladera y contigua a la corona (forma parte de

la superficie de falla).

Superficie de falla o de ruptura.: Zona o lugar geométrico donde se

pierde el equilibrio de una porción de los materiales componentes de

una ladera y tienen un deslizamiento por la acción de la gravedad.

Cuerpo Principal: Es la parte de material desplazado sobre la

superficie de ruptura, ocasionalmente permanece sobre la superficie de

ocasionando flujos.

Flanco: Es el costado de un deslizamiento de tierras, se denomina

izquierdo o derecho refiriéndose al deslizamiento observado desde la

corona.

Zona de acumulación o base: Es el área dentro de la cual el material

desplazado queda encima de la superficie original del terreno, o es el

área cubierta por el material fallado, abajo del píe de la superficie de

falla.

Plataforma: Porción superior del talud que se encuentra más allá de la

corona.

Punta o Uña: Es el punto de la base del deslizamiento que se encuentra

más distante de la corona.

Fig. 5. Principales centros volcánicos de la Faja Volcánica Transmexicana.

Existen tres tipos básicos de deslizamientos:

Caídos o Derrumbes (desprendimientos). Deslizamientos. Flujos.

Caídos o Derrumbes (desprendimientos): Son movimientos abruptos

de suelos y fragmentos aislados de rocas, que se originan en

pendientes muy fuertes y acantilados, por lo que el movimiento es

prácticamente de caída libre, rodando y rebotando, se clasifican

principalmente en:

Desprendimientos: Es la caída de suelos producto de la erosión o de

bloques rocosos, atendiendo a discontinuidades estructurales como

grietas, planos de estratificación o fracturamiento y que tienden a la

inestabilidad.

Vuelcos o Volteos: Caída de bloques rocosos con un giro hacia delante

y hacia fuera, propiciado por la presencia de discontinuidades

estructurales como grietas de tensión, formaciones columnares o

diaclasas que tienden a la vertical.

Deslizamientos: Son movimientos de una masa de materiales térreos

pendiente abajo, sobre una o varias superficies de falla, delimitadas por

la masa estable o remanente de una ladera, por su profundidad y forma

se clasifican en:

Deslizamiento Planar o Traslacional: Son aquellos en los cuales la

masa de suelo o roca se desplaza hacia fuera y hacia abajo, siguiendo

una superficie de falla relativamente plana, se asocia a suelos gruesos y

roca, son poco profundos.

Deslizamientos Rotacionales: Son aquellos en el que la superficie de

falla resulta cóncava hacia arriba (en forma de concha o cuchara), se

asocia a suelos cohesivos y pueden ser profundas.

Flujos de Lodo: Son masas de suelo y agua que fluye pendiente abajo

muy rápidamente y contiene por lo menos 50% de granos de arena,

limo y partículas arcillosas, pueden generarse en laderas o quebradas y

estar asociadas o no a un deslizamiento, se comportan como un fluido

viscoso.

Flujos o avalancha de suelos y rocas: Movimiento rápido de una

mezcla en donde se combinan partículas sueltas, fragmentos de rocas

y vegetación con aire y agua entrampados, formando una masa viscosa

o francamente fluida que se mueve pendiente abajo. Estos movimientos

también son conocidos como flujos de escombro.

Lahares: Flujos de suelos o detritos que se originan en el talud de un

volcán, generalmente disparado por lluvias intensas que erosionan

depósitos volcánicos, deshielo repentino por actividad volcánica, por

rotura de represas o desbordamiento de agua represada y/o por la

ocurrencia de sismos.

Impacto En el Estado de Guanajuato existe un alto riesgo de flujos de lodo por contar con presas de jales en las partes altas de localidades rurales y urbanas, tales como San Luis de la Paz, Xichú, Atarjea, Victoria, Guanajuato y algunos otros, asimismo en el municipio de Valle de Santiago los asentamientos humanos irregulares han invadido las áreas de cráteres de los volcanes, en donde también originar un lahar.

Subsidencia (Hundimientos), Agrietamiento y Fallas Geológicas

La subsidencia terrestre es un fenómeno que implica el asentamiento de la

superficie en un área extensa debido a varios factores, que pueden ser

naturales o causados por el impacto de una gran variedad de actividades

humanas. La subsidencia no suele ocasionar víctimas mortales, aunque los

daños materiales que causa pueden llegar a ser cuantiosos.

Es de gran importancia en zonas urbanas, donde los perjuicios ocasionados

pueden llegar a ser ilimitados, suponiendo un riesgo importante para

edificaciones, canales, conducciones, vías de comunicación, así como todo

tipo de construcciones asentadas sobre el terreno que se deforma.

Causas

Son fenómenos generados por la compactación diferencial de suelos blandos,

donde se forman fallas producidas por las pérdidas de volumen en la

disminución de nivel estático, ocasionados por la sobreexplotación de las

aguas subterráneas.

En regiones donde se lleva a cabo la extracción de agua subterránea mediante

bombeo profundo, es común observar hundimientos de la superficie natural

del terreno. Esto ocurre esencialmente en capas de suelo constituidas por

sedimentos compresibles que reducen significativamente su volumen al ser

extraída el agua durante periodos largos. Prokopovich (1979) define desde un

punto de vista genético dos tipos de subsidencia: endógena y exógena. El

primero de estos términos hace referencia a aquellos movimientos de la

superficie terrestre asociados a procesos geológicos internos, tales como

pliegues, fallas, vulcanismo, etc. El segundo se refiere a los procesos de

deformación superficial relacionados con la compactación natural o

antrópica de los suelos.

La subsidencia puede también clasificarse en función de los mecanismos que

la desencadenan (Scott, 1979). Las actividades extractivas de mineral en

galerías subterráneas, la construcción de túneles, la extracción de fluidos

(agua, petróleo o gas) acumulados en reservorios subterráneos, el descenso

de nivel freático por estiajes prolongados, la disolución natural del terreno y

lavado de materiales por efecto del agua, los procesos morfotectónicos y de

sedimentación o los procesos de consolidación de suelos blandos u

orgánicos, son algunas de las causas de los procesos de subsidencia

(González Vallejo et al., 2002).

Características La disolución de calizas es uno de los mecanismos desencadenantes que

pueden provocar una inestabilidad de laderas, el cloruro sódico (NaCl) es uno

de los materiales más solubles de la corteza terrestre. Otros materiales como

el yeso y las rocas carbonáticas son también solubles en agua bajo

determinadas condiciones pudiendo llegar a generar grandes sistemas de

huecos interconectados entre sí cuya deformación, y colapso, en caso

extremo, generan una subsidencia con un carácter localizado.

Fig. 6. Subsidencia por disolución de rocas carbonáticas.

La subsidencia provocada por procesos mineros o por construcción de obras

subterráneas consiste en el hundimiento de la superficie del terreno con

motivo de la deformación y/o colapso de galerías generadas por la extracción

de minerales o la construcción de túneles.

Fig. 7. Subsidencia por actividad minera.

La subsidencia por erosión subterránea se produce por un proceso

mecánico de arrastre de partículas del suelo por el flujo de agua subterránea.

El agua, en su recorrido horizontal generando una serie de canales que

pueden desencadenar colapsos del terreno. El fenómeno es conocido como

tubifica

Fig. 8. Subsidencia por erosión.

En torno a diversas formaciones evaporíticas se producen fenómenos de

subsidencia asociados a la actividad diapírica. Este tipo de fenómenos de

flujo lateral se ha observado en materiales arcillosos intercalados entre

materiales más competentes como pizarras.

Fig. 9. Subsidencia por flujo lateral (a) en materiales salinos y (b) en arcillas

intercaladas entre materiales más competentes.

La acumulación natural sucesiva de sedimentos o determinados tipos de

cimentaciones pueden ocasionar la consolidación del terreno como

consecuencia del peso que ejercen los sedimentos o las construcciones. Esta

subsidencia se produce por una reducción gradual de los huecos del

suelo.

Fig. 10. Subsidencia por carga.

Las vibraciones producidas por los terremotos explosiones u otras causas

pueden causar la densificación de terrenos granulares sueltos por reajuste de

partículas al alcanzar éste una estructura más compacta.

Fig. 11. Subsidencia por vibraciones.

La extracción de fluidos (agua, gas o petróleo desde el terreno puede causar

importantes valores de subsidencia como consecuencia del cierre gradual de

los huecos rellenos por el fluido extraído.

.

Fig. 12. Subsidencia por extracción de agua.

La hidrocompactación puede causar asientos de la superficie terrestre

comprendidos entre 1 a 5m. Este fenómeno consiste en el asentamiento que

se produce en determinados tipos de suelos, con un bajo contenido de

humedad y situados sobre el nivel freático, al ser saturados. Los suelos

limosos son suelos susceptibles a sufrir estos efectos.

Fig. 13. Subsidencia por hidrocompactación.

Los descensos de la superficie terrestre producidos por las fallas producen

un efecto conocido como subsidencia tectónica. Este tipo de subsidencia es,

en general, muy lenta y de pequeña magnitud (de pocos mm o décimas de mm

al año) frente a otros tipos de subsidencia.

Fig. 14. Subsidencia por tectónica.

Comparativamente, una falla geológica debida a la compactación por

sobreextracción de agua, puede moverse a ritmos de hasta 10 centímetros

por año, y por otro lado, un fallamiento tectónico, el cual no puede evitarse,

actúa a ritmos por lo general muy lentos, en el orden de los 10 centímetros

por siglo.

Impacto

Uno de los últimos registros del censo de pozos en el Estado de Guanajuato,

indicaba que existen registrados 15,297 pozos de agua, con profundidades de

entre 2 a 300 metros. Los rangos de profundidad de los pozos de extracción

son variables según la región aunque en las regiones predomina el uso del

volumen de extracción para las labores agrícolas, posteriormente el uso

público urbano y finalmente el uso industrial las manifestaciones de

hundimientos, agrietamientos y fallamiento activo se agrava en las zonas de

planicie y zonas bajas donde existen zonas de relleno aluvial.

Aquellos Municipios donde se presentan estas problemáticas de

agrietamiento, fallamiento activo y hundimientos diferenciales son Abasolo,

Celaya, Irapuato, Juventino Rosas, Salamanca, San Felipe, Silao, Pueblo

Nuevo, Villagrán, Cuerámaro, Dolores Hidalgo, Guanajuato, Huanímaro,

Ocampo, Romita, Tarimoro, San Diego de la Unión, San Miguel de Allende, San

Luis de la Paz y Valle de Santiago.

Riesgos en la Actividad Minera

En las regiones en donde se ha detectado la presencia de mineralización

económicamente explotable, se han desarrollado obras mineras, estas pueden

ser de dos tipos en general, obras mineras subterráneas y obras mineras a

cielo abierto.

Tradicionalmente y por el tipo de mineralización presente en México, se puede

decir que los minerales preciosos (plata y oro) se explotan mediante obras

subterráneas, y los minerales no metálicos (caolín) y metálicos industriales

(cobre) se extraen mediante obras a cielo abierto (tajos).

El riesgo por la presencia de obras mineras es distinto para minas con obras

subterráneas que para aquellas con obras a cielo abierto, en general, estas

últimas presentan relativamente un menor riesgo debido a que están

expuestas en superficie y son prácticamente visibles, sus riesgos son por lo

general sus taludes, que en la mayoría de los casos son de casi 90º, y en

casos extremos taludes con inclinación negativa o con zonas colgadas por

completo, en estos últimos casos el riesgo de accidentes es mayor, tanto

para las personas y animales que llegan a acercarse al talud, como para las

personas que siguen explotando estas minas, pues en ocasiones se han

colapsado sobre ellas la parte colgada, llegando a ocasionarles la muerte.

Las obras más peligrosas, sin embargo, son las obras mineras subterráneas,

ya que muchas personas a sabiendas o no de su existencia construyen sobre

ellas, sin conocer que existe el riesgo de colapso por falta de mantenimiento o

mala explotación, así como de que personas caigan por las obras mineras no

protegidas y ocultas por la maleza.

A la fecha, en el denominado Distrito Minero de Guanajuato, que abarca los

alrededores de la Ciudad de Guanajuato, se han ubicado más de trescientos

sitios mineros de todo tipo, entre los que podemos mencionar tiros, catas,

contrapozos, pozos, y socavones.

Mención aparte requiere las presas de jales, generadas del producto

resultante de la separación del mineral económicamente aprovechable (Oro,

Plata, Zinc, Cobre, Plomo, etc.) del mineral de desecho o ganga (material de la

veta y roca encajonante, principalmente), lo anterior forma parte de un

proceso metalúrgico, con base en procesos químicos, una vez realizada la

separación, el material de desecho, denominado jal, es el más abundante, y al

no ser un material económicamente aprovechable, se deposita en zonas

cercanas a las plantas de procesamiento, lo que se denomina Presa de Jales,

el jal al momento de depositarse es, por su contenido en agua, un lodo fluido

que se deposita para su posterior decantación, secado, consolidación y

almacenamiento "in situ", en la denominada Presa de Jales.

Derivado de lo anterior, es pertinente mencionar que, las Presas de Jales,

representan tres riesgos principales potenciales:

Contaminación.- Se da principalmente en cauces de arroyos y ríos, por

minerales y químicos utilizados en el proceso de separación del mineral

económicamente aprovechable, aunque actualmente, la mayoría de las

sustancias utilizadas para el proceso son poco contaminantes.

Deslizamiento y flujo de lodos.- Por la saturación de las Presas de

Jales y la consecuente formación de un flujo de lodo con afectación

catastrófica a los asentamientos cercanos, aunque la ocurrencia es

difícil por los bordos y desviadores laterales, así como por los túneles

de decantación construidos bajo de ellas, podría, en un caso

extraordinario, provocarse esta contingencia.

Nubes de Polvo.- Regularmente los vientos provocan nubes de polvo

en las Presas de Jales, los materiales depositados son inhalados por

seres vivos y consecuentemente provocan afectaciones en las vías

respiratorias, y aunado a que son residuos químicos, la gravedad sería

muy importante, actualmente las empresas mineras recubren las

presas de jales con capas de rocas y suelo con el objetivo de reforestar

con pastos y árboles propios del área, aunque no siempre ocurre de esa

manera.

Geología del Estado de Guanajuato

Geología del Eje Neovolcánico

La parte Sur del Estado corresponde al Eje Neovolcánico, presenta un

afloramiento principalmente de rocas volcánicas de tipo basáltico de color

negro, fracturadas, las cuales provienen de grandes aparatos volcánicos de

forma cónica que constituyen algunos de los cerros más prominentes de la

zona, la edad de estas rocas pertenece al Terciario Superior Cuaternario.

Los altos valles del Norte del Estado están ocupados por grandes rellenos

aluviales y lacustres formados por gravas, arenas y arcillas que le dieron a la

región el aspecto de grandes planicies.

Los amplios valles íntermontañosos que constituyen la región del Bajío están

rellenos por sedimentos aluviales y lacustres formados por gravas, arenas y

arcillas que tienen espesores de cientos de metros los cuales fueron

depositados durante el Terciario Superior - Cuaternario.

Geología de la Mesa Central

La mesa central está constituida principalmente por rocas volcánicas de tipo

riolítico, que se presentan como tobas suaves de color gris rosado claro y/o

como ignimbritas duras de color café rojizo.

Las rocas riolíticas constituyen las principales elevaciones de la zona,

tendiendo a formar altas mesetas por la manera en que fueron depositadas

como lluvia de cenizas, algunas tan calientes que llegaron a soldarse

formando ignimbritas.

La edad de las rocas riolíticas pertenece al Terciario Medio y Superior, y su

espesor es de varios cientos de metros, la edad de los depósitos aluviales y

lacustres de la mesa central pertenece al Terciario Superior y Cuaternario, y

su espesor es de varios cientos de metros.

Dentro del ámbito de la mesa central se encuentra la Sierra de Guanajuato, la

cual es una cordillera montañosa de dirección Noroeste Sureste. La

estructura geológica de la Sierra de Guanajuato está formada por un núcleo

integrado por rocas intrusivas de tipo granítico y granodiorítico, que

levantaron a las capas que las cubrían, provocándoles metamorfismo y

emplazando yacimientos minerales.

Estas rocas son del Terciario, cubriendo a las rocas intrusivas descritas, se

observan grandes afloramientos de rocas metamórficas representados por

esquistos y gneiss de color gris verdoso, los cuales son el resultante del calor

y la presión a la que fueron sometidas las calizas arcillosas de origen marino

que se vieron afectados por el cuerpo intrusivo.

Descansando sobre las rocas metamórficas e inclusive sobre el propio

intrusivo, se observan en la zona extensos afloramientos de conglomerado

rojos, los cuales están formados por fragmentos semiredondeados

embebidos en una matriz formada por linolitos y lutitas de color rojo, los

cuales también fueron afectados por el cuerpo intrusivo.

Su edad pertenece al Terciario Inferior y su espesor en la localidad tipo, en el

área urbana de la ciudad de Guanajuato, es de 1,600 mts. Descansando sobre

la secuencia descrita se observan grandes depósitos de rocas riolíticas de

color gris rosado y café rojizo, las cuales tienden a formar extensas mesetas y

que además ocupan las partes más elevadas de la Sierra de Guanajuato.

Geología de la Sierra Madre Oriental

La Sierra Madre Oriental está formada por una serie de pliegues anticlinales y

sinclinales de dirección Noroeste Sureste coincidente con el rumbo general

de la Sierra Madre Oriental paralela a la zona del Golfo de México.

Las rocas que predominan en esta zona son sedimentarias de origen marino

representadas por calizas, lutitas y areniscas en capas bien estratificadas que

se presentan intensamente plegadas dando lugar a estructuras geológicas

muy complejas.

Por la susceptibilidad de estas rocas a ser disueltas por el agua de lluvia al

infiltrarse pueden desarrollarse sistemas cársticos, posiblemente en la

porción Nororiental, donde los afloramientos son más extensos y en donde

las condiciones estructurales permitan llegar a formar acuíferos.

Provincias Fisiográficas del Estado del Estado de Guanajuato

Eje Neovolcánico

La porción Sur del Estado pertenece a esta provincia fisiográfica, y está

caracterizada por un típico paisaje volcánico, donde coexisten mesetas

formadas por colados de lava, altos aparatos volcánicos de forma cónica, con

extensos valles íntermontañosos que están ocupados por grandes espesores

de sedimentos lacustres.

Mesa del Centro

Comprende la porción Norte del Estado en la zona de sierras y llanuras

incluyendo la Sierra de Guanajuato, es una zona de gran variedad morfológica

ya que existen tanto extensas llanuras como importantes sistemas

montañosos formados por rocas ígneas, intrusivas, extrusivas y rocas

metamórficas.

Sierra Madre Oriental

Se ubica en el extremo Nororiental del Estado y ocupa una pequeña área

denominada Carso Huasteco en donde destaca una morfología de sierras y

cañones escarpados, constituidos en su mayoría por rocas sedimentarias que

fueron plegadas por procesos endógenos a fines del cretácico, dando como

resultado estructuras anticlinales y sinclinales en los cuales ocurren

recumbencias y cabalgaduras, hacia el Poniente las rocas sedimentarias

marinas están cubiertas por grandes espesores de rocas volcánicas de tipo

riolítico, aunque la zona es muy abrupta y montañosa, las elevaciones no son

muy importantes dado que se localizan en la cuenca del Río Pánuco, el cual

desciende rápidamente hacia la costa del Golfo de México, los cerros más

altos tienen elevaciones entre los 2,000 y 2,500 msnm, los valles y terrenos

planos aptos para la agricultura son pocos y de dimensiones reducidas.

Carta Geológica Estructural del Estado de Guanajuato

Para elaborar esta carta se interpretaron imágenes de satélite a escala de

visualización 1:500,000, con esta base se trazaron las principales estructuras,

conforme a los lineamientos requeridos por el Estado de Guanajuato.

Los lineamientos interpretados a ésta escala normalmente corresponden a

estructuras mayores presentes en la corteza terrestre, como fallas, más aún,

en el caso del Estado de Guanajuato, en donde se han elaborado análisis de

lineamientos a escalas más grandes y en su gran mayoría, corresponden en el

terreno a fallas geológicas de origen tectónico.

Del análisis efectuado se trazaron 499 estructuras mayores, las cuales

corresponden en general a límites de bloques tectónicos, así como a

estructuras presentes dentro de bloques tectónicos levantados, y en mínima

proporción dentro de bloques tectónicos hundidos.

Es decir, las estructuras se reflejan más en las zonas montañosas, en donde la

erosión está presente y en donde no se cuenta con una cubierta de

sedimentos que las oculte, como es el caso de los valles tectónicos y

planicies. En las zonas montañosas del Estado, el control estructural de ríos y

arroyos es patente, pudiendo decirse que casi cualquier arroyo corresponde a

una estructura geológica (falla o zona de fractura).

La orientación principal de las estructuras interpretadas a escala 1:500,000

es NE 85° SW y NE 45º SW, así como NE 55º SW, NE 65º SW, N-S y NE 5º SW,

por lo que es claro que la gran mayoría de las estructuras mayores del Estado

de Guanajuato tiene una orientación NE-SW.

Las estructuras que más destacan son la falla de Allende y la de El Bajío, así

como los graben de Villa de Reyes, de La Sauceda y el de Celaya.

Con base en un análisis estructural más detallado se han podido definir tres

dominios estructurales para el Estado de Guanajuato, a los que se les ha

denominado como Dominio del Norte, Dominio del Sur y Dominio del Noreste.

El denominado Dominio del Norte comprende la región de la Sierra de

Guanajuato, y coincide en general con el área abarcada por la Provincia

Geológica de la Sierra Madre Occidental en el Estado de Guanajuato.

El Dominio del Noreste coincide también con la Provincia Geológica de la

Sierra Madre Oriental; de esta misma manera se observa la coincidencia entre

el Dominio del Sur y la Provincia Geológica del Eje Neovolcánico.

Con base en esto podemos inferir que la actividad tectónica marcó de forma

característica a cada una de estas áreas, sin embargo, en el Dominio del Norte

se encuentran súper impuestos los Dominios Estructurales del Noreste y del

Sur, sobre lo que parece ser la dirección principal (NW 20º SE) de las

estructuras del Dominio del Norte, ocasionando que este último Dominio

aparezca con varias direcciones principales de estructuras.

Tabla. 4. Dominios estructurales y direcciones preferenciales y secundarias.

Del cuadro anterior podemos concluir que el patrón NW cercano al Norte es

característico del Dominio del Norte, el patrón Noreste (> 45º) es

característico del Dominio del Sur, y el patrón N-S es afín al Dominio del

Noreste.

El patrón E-W resalta como estructura secundaria tanto en el Dominio del

Sur como en el del Noreste, así mismo, el patrón NW (45º) es de aparente

naturaleza secundaria y es característico del Dominio del Noreste, a esta

escala, todas las estructuras interpretadas son de origen tectónico, así

mismo se puede decir que las más jóvenes e importantes, y que podrían

considerarse de cierta forma activas, son las estructuras que limitan bloques

mayores (sierras o zonas con elevación destacada y con límites bien definidos

con respecto a la planicie o valle circundante).

En general, se puede decir, que las estructuras ubicadas dentro de los bloques

son estructuras secundarias y que son menos propensas a moverse, ya que

primero existen ajustes intrabloques antes de existir dentro de un mismo

bloque morfotectónico.

En general, se recomienda no construir obras mayores de infraestructura

como presas o incluso ciudades, sobre las estructuras que limitan bloques, ya

que son las más propensas a presentar movimiento, además, y en caso de que

los límites de bloques estén cubiertos por sedimentos y se tenga extracción

de agua subterránea, se puede esperar que los sedimentos se compacten,

produciéndose fallamiento en dichos sedimentos de forma que la estructura

mayor se refleja sin que efectivamente se haya registrado movimiento de

origen tectónico.

Figura.- Carta estructural del Estado de Guanajuato.

Edafología presente en el Estado de Guanajuato

Mesa del Centro

Llanuras; suelos derivados de aluviones depositados por la erosión eólica e

hídrica, generalmente tipos xerosol háplico y feozem háplico.

Sierras; suelos feozem lúvico y háplico, que se intercalan con suaves litosoles

que han sido afectados fuertemente por la erosión.

Los feozem háplicos se caracterizan por una suave capa superficial rica en

materia orgánica y nutrientes y aunque no son los mejores para la práctica

agrícola, si se les considera aptos, representan el 31.4% de los suelos del

Estado, el drenaje interno es bueno si no tienen presencia de alguna arcilla en

el subsuelo.

Eje Neovolcánico

Zonas planas o semiplanas; suelos más frecuentes son el verisol pélico en las

semiplanas. Pendientes moderadas; son frecuentes los feozem lúvicos y

pélicos.

Los litosoles por su poca profundidad son útiles para la agricultura y el

pastoreo, los litosoles asociados con feozem háplico en las sierras, pueden

utilizarse con fines pecuarios y forestales, el drenaje interno es bueno.

Sierra Madre Oriental

Los tipos más comunes de suelos son: litosol, feozem, regosol, luvisol.

El vertísol pélico representa el 33.65% de los suelos del Estado y por sus

características físicas se les clasifica como suelos pesados, su drenaje interno

es muy lento, pero tienen gran capacidad de retención de humedad, su

explotación frecuentemente es agrícola.

Figura.- Carta edafológica del Estado de Guanajuato.

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