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Geología geotecnia ciudad de México
La ciudad de México, conocida anteriormente bajo el nombre de Distrito Federal, es una planicie rodeada de montañas donde hacen vida más de 20 millones de habitantes.
Tiene una superficie cercana a los 1500 km2 y se encuentra a más de los 2250 metros sobre el nivel del mar.
La principal problemática geotécnica de la ciudad de México reside tanto en su alta sismicidad como en el hecho de que se asienta sobre suelos blandos, que hace que cada año la ciudad se hunda unos 10 cm aproximadamente. Esta distancia parece imperceptible, pero dista mucho de ser insignificante a largo plazo y acarre numerosos problemas relacionados con el terreno.
El hundimiento de la ciudad se debe a que esta se encuentra construida encima de los sedimentos del lago Texcoco y de tres capas de restos de civilización, la prehispánica, la colonial y la moderna.
Por lo tanto, la capacidad de resistencia del suelo es baja mientras que su comportamiento tensodeformacional y dinámico es altamente complejo.
A esto hay que sumarle la sobreexplotación de los acuíferos, de donde se extrae el 70% del agua de consumo humano, coloca al suelo de la capital de México en los valores extremos de las distintas cartas de propiedades geotécnicas que son usadas actualmente como referencia.
Tipos de suelo en la ciudad de México
El antecedente que se usa como referencia hoy en día para describir los tipos y características del subsuelo de la ciudad de México proviene de los datos obtenidos por el estudio de Marsal y Mazari (1959), donde se clasifica el suelo en tres zonas:
- La zona del lago donde se encuentra los depósitos lacustres de la ciudad.
- La zona de transición o arenosa.
- La zona de lomas compuesta por productos volcánicos y rocas meteorizadas.
Suelo lacustre de la ciudad de México
El depósito natural lacustre de este suelo es heterogéneo con sedimentos blandos y altamente estructurados con un contenido de agua mayor al 400%, unos límites de Atterberg altísimos con índices de plasticidad mayor a los 300 %.
Igualmente el terreno es altamente comprensible con coeficientes de consolidación Cc=10 y cuenta con un ángulo de fricción de 43°, lo cual es sumamente particular, ya que lo esperado para suelos con alta plasticidad son ángulos considerablemente más pequeños y no similares al del rango de las arenas.
Según un estudio realizado por Diaz-Rodríguez et al,1998 la estratigrafía de la zona lacustre se puede clasificar en seis distintas subzonas dependiendo de la profundidad donde se encuentren y sus características particulares.
Los sondeos que toman como referencia este trabajo fue realizado en una zona en particular (el parque Ramón López Velarde, ciudad de México).
No obstante, se estima que los depósitos lacustres de toda la ciudad de México cumplen con estas propiedades, por lo que es adecuado tomarlas como referencia.
– Zona 1. Arenas con gravas: Esta zona se encuentra aproximadamente a los 40 metros de profundidad y se caracteriza por tener una granulometría gruesa compuesta por arenas y gravas con matriz de limos, cuenta con un contenido de agua menor al 25%.
No tiene presencia de materiales orgánicos, pero si presenta una gran cantidad de roca volcánica (feldespato y hornblenda).
– Zona 2. Arenas con grava y arena limosa: Esta capa o zona se caracteriza por ser un área de transición o cambio de granulometría entre los sedimentos gruesos a otros con una textura limosa arenosa, tiene un contenido de agua del 100%.
– Zona 3. Limo arcilloso con arena: Esta zona se encuentra a unos 36 metros de la superficie. Esta compuesta por limos arcillosos con poca cantidad de arena y se caracterizan por presentar una cantidad moderada de materia orgánica.
La zona 3 se considera como la transición entre el depósito de áreas limítrofes y las condiciones del depósito lacustre como tal.
– Zona 4. Limo arcilloso o arcilla limosa: Esta zona es considerada como una de las más relevantes debido a su alta capacidad de compresibilidad.
Se encuentra entre los 30 y 7 metros de profundidad. La zona 4 esta compuesta por limos arcillosos o arcillas con poca arena (la arena se encuentra interestratificada dentro del limo).
Se caracteriza por tener un contenido de agua muy elevado e incremental en relación al decrecimiento en profundidad.
Es decir, a los 30 metros se tiene un porcentaje de humedad aproximado de 220% y a los 7 metros se tienen un porcentaje de 420%.
Además, es importante tomar en cuenta que esta zona es un ambiente rico en montmorillonita (arcilla expansiva), por lo tanto, se debe tomar en consideración los cambios de volumen que se pueden producir por alteración del porcentaje de humedad.
– Zona 5. Limo arcilloso con arena: Esta zona se ubica a los 7 o 3 metros de profundidad y está compuesta en un 85% por arenas mientras que el restante son limos arenosos y limos arcillosos.
– Zona 6. Relleno antrópico: Esta zona esta entre los 3 metros de profundidad y la superficie. Esta compuesta por el relleno artificial producto de la actividad del ser humano en la ciudad.
Riesgo sísmico México DF
Otro de los mayores problemas geotécnicos que presenta la ciudad es el de los sismos o terremotos.
La sismicidad es una de los fenómenos naturales de mayor influencia y repercusión en todo México, ya que interactúan 5 importantes placas tectónicas: Cocos, Pacífico, Norteamérica, Caribe y Rivera.
Del mismo modo, el territorio se ve afectado por placas continentales (San Andrés, La Trinchera, Mesoamericana y Motagua Polochic) y fallas regionales como la Acambay y el sistema de fallas de Ocosingo en Chiapas.
Sin embargo, de todas las zonas afectadas en México es su capital una de las ciudades más expuesta al riesgo, debido a las características de su suelo de alta compresibilidad, deformabilidad y de baja resistencia.
Las propiedades del suelo mencionadas causan una amplificación del sitio, es decir, una amplificación de las ondas sísmicas producidas por los terremotos y con ello un mayor daño potencial en las estructuras y servicios.
Ejemplo de ellos son los sismos recientes de 1957, 1985 y 2017 que causaron grandes daños en la ciudad con magnitudes de hasta 8,1 en la escala sísmica.
En las zonas aledañas a la ciudad de México están la falla de Santa Fe, Tenango, De la Pera, Chiquihuite y la falla de Santa Catarina.
Todas estas fallas ubicadas en promedio a unos 8 Km de la superficie, lo que aumenta considerablemente el riesgo sísmico.
Por último, indicar que esta ciudad está expuesta a las consecuencias indirectas y directas de otro fenómeno natural como lo son los volcanes, debido a que la ciudad está ubicada en la denominada faja volcánica Transmexicana (FVTM), la cual es una franja topográfica que atraviesa a todo el país donde se encuentran los volcanes con mayor actividad de la zona.
Post escrito por: Adriana Ojeda – Ingeniera Civil – Colaboradora invitada de Geotecniafacil.com
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Portada principal de: https://larepublica.pe/mundo/2019/07/03/mexico-edificios-se-hunden-cada-ano-video-sismo/
Esto es debido a la compresión inducida por succión que aumenta sobremanera el ángulo de rozamiento y con la alta carga efectiva de la succión provoca asientos añadidos a las cargas de edificios. Todo favorecido por la sobreexplotación de acuíferos que baja el freático y en consecuencia la baja saturación que provoca la succión con los grandes asientos.
Muchas gracias Antonio por su aclaración.
Saludos