Estudio geológico-geotécnico de la susceptibilidad de deslizamientos en la colonia El Carmen zona 12 de la ciudad de Guatemala Esaú Guzmán Ramírez Asesorado por Ing. Julio Roberto Luna Aroche Guatemala, agosto de 2002 Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil
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Estudio geológico-geotécnico de la susceptibilidad
de deslizamientos en la colonia El Carmen
zona 12 de la ciudad de Guatemala
Esaú Guzmán Ramírez
Asesorado por Ing. Julio Roberto Luna Aroche
Guatemala, agosto de 2002
Universidad de San Carlos de GuatemalaFacultad de IngenieríaEscuela de Ingeniería Civil
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO DE LA SUSCEPTIBILIDAD DE DESLIZAMIENTOS EN LA COLONIA EL CARMEN
ZONA 12 DE LA CIUDAD DE GUATEMALA
TRABAJO DE GRADUACIÓN
PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
POR
ESAÚ GUZMÁN RAMÍREZ
ASESORADO POR ING. JULIO ROBERTO LUNA AROCHE
AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
Guatemala, agosto de 2002
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA
DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson
VOCAL I Ing. José Francisco Gómez Rivera
VOCAL II Lic. Amaham Sánchez Alvarez
VOCAL III Ing. Julio David Galicia Celada
VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz
VOCAL V Br. Elisa Yasminda Vides Leiva
SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco
TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO
DECANO Ing. Herbert René Miranda Barrios
EXAMINADOR Ing. Hugo Rolando Bosque Morales
EXAMINADOR Ing. Enrique Ponsa Molina
EXAMINADOR Ing. Clery U. Gamarro Cano
SECRETARIA Inga. Gilda Marina Castellanos Baiza de Illescas
HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR
Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos
de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación titulado:
ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO DE LA SUSCEPTIBILIDAD
DE DESLIZAMIENTOS EN LA COLONIA EL CARMEN
ZONA 12 DE LA CIUDAD DE GUATEMALA
Tema que me fuera aprobado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Civil, con fecha
9 de noviembre de 1999.
Esaú Guzmán Ramírez
AGRADECIMIENTOS
Deseo expresar mi más sincero agradecimiento a:
Ing. Julio Roberto Luna Aroche,
por su valiosa asesoría, disposición y colaboración
A CESEM
Por permitirme realizar el presente trabajo
ACTO QUE DEDICO
A DIOSMi Señor y Salvador
A mis padresElder Aníbal Guzmán PonceMarta Julia Ramírez Sancé de Guzmán
A mi hermanoLuis Estuardo Guzmán Ramírez y familia
A mis abuelosVictorino Segundo Ramírez Tranquilino Guzmán (QEPD)Maria Luisa Sance (QEPD) Amalia Ponce
A mis tíos y primos
Al Grupo Evangélico Universitario (GEU)
A este bello y hermoso país llamado Guatemala
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES........................................................................... IV
GLOSARIO........................................................................................................... VII
RESUMEN............................................................................................................ IX
INTRODUCCIÓN.................................................................................................. X
OBJETIVOS............................................................................................................ XII
Figura 1. Clasificación de los desastres por su origen
GUERRAS
ACCIDENTES
Fuente: Organización Panamericana de la Salud. Manual sobre preparación de los servicios de agua potable y alcantarillado para afrontar situaciones de emergencia (página 2). Julio 1990
MAREJADAS
ONDAS FRÍAS
ONDAS CÁLIDAS
SEQUÍAS
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• PARALIZACIÓN DE
SERVICIOS
• DESTRUCCIÓN DE OBRAS
PÚBLICAS
• DESORGANIZACIÓN DE
ACTIVIDADES NORMALES
DAÑO PRODUCIDO
PELIGRO HUMANO
• PROPAGACIÓN DE
ENFERMEDADES
• ENVENENAMIENTO
DESORGANIZACIÓN DE SERVICIOS
PÚBLICOS
PÉRDIDAS ECONÓMICAS
• DAÑOS Y PÉRDIDAS
MAYORES
• PÉRDIDAS Y EFECTOS
MENORES
Figura 2. Clasificación de los desastres por el daño potencial causado
Fuente: Organización Panamericana de la Salud. Manual sobre preparación de los servicios de agua potable y alcantarillado para afrontar situaciones de emergencia (página 3). Julio 1990
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Figura 3. Deslizamiento ocurrido en Senahú, Alta Verapaz
Fuente: Prensa Libre, 1 de junio de 2000
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Los deslizamientos de taludes son procesos dinámicos que constituyen junto a las
inundaciones los riesgos geológicos más importantes, relacionados con la geodinámica
externa. Terzaghi define los deslizamientos de taludes como el desplazamiento de masas
de roca y/o suelo en las cuales el centro de gravedad del material removido avanza hacia
abajo y hacia afuera con respecto al talud.
Bajo el aspecto de aplicación, la importancia del análisis y control de los
deslizamientos resulta de la demanda socioeconómica proveniente de accidentes y
problemas diversos concernientes a inestabilizaciones de laderas. Brab (1991) estima en
millares de muertes y decenas de miles de millones de dólares por año los perjuicios
provenientes de la ocurrencia de estos procesos en el mundo entero.
1.2 El riesgo, la amenaza y la vulnerabilidad
1.2.1 Riesgo
Es necesario definir en forma clara el significado de este término, ya que
comúnmente se confunde. El riesgo es la probabilidad de que ocurran en forma conjunta
tanto la amenaza como la vulnerabilidad y matemáticamente se define como:
Riesgo = amenaza + vulnerabilidad
También significa el grado de pérdida esperado debido a un fenómeno natural o
inducido, se dice que es la probabilidad de exceder un valor específico de daños
sociales, ambientales y económicos en un lugar definido y durante un tiempo de
exposición determinado.
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1.2.2 Amenaza
Es la probabilidad de ocurrencia dentro de un período de tiempo determinado y en
un área específica, de un fenómeno potencialmente perjudicial. Factor de riesgo externo
de un sujeto o sistema, representado por la potencial ocurrencia de un suceso de origen
natural o generado por el ser humano.
1.2.3 Vulnerabilidad
Es el grado, medido en daños que pueden sufrir todo tipo de emplazamientos
(estructuras civiles, líneas de conducción, ciudades o asentamientos humanos, cultivos,
bosques, campos de explotación, etc.) al ser afectado por una determinada acción. Puede
ser expresado en una escala en la que un valor cero, representa ningún daño y el máximo
valor pérdida total, o como la probabilidad de pérdida total al presentarse un
determinado evento.
1.3 Desastre y desarrollo
Existe una estrecha relación entre la vulnerabilidad a los desastres y el desarrollo
socioeconómico. El proceso de urbanización acelerada y desordenada en América Latina
contribuye a su vulnerabilidad y también propicia la degradación ambiental.
1.4 Evaluación de riesgo por deslizamiento
Debido a los grandes daños que provocan los deslizamientos, se le debe brindar
especial importancia a la prevención que se debe hacer para evitar este tipo de desastres.
Es aquí donde se aplica la evaluación de la amenaza que pueda tener un talud de
colapsar, por lo cual el resultado que arroje esta evaluación debe dársele gran
importancia.
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2. DESLIZAMIENTOS
Los deslizamientos suceden por influencias de factores del medio ambiente (físico,
biológico y social) específicos, que deben ser entendidos a fin de que estos procesos
puedan ser evitados y estabilizados.
Los procesos de deslizamientos incluyen una serie continua de eventos de causa y
efecto que se origina en la ruptura de materiales terrestres (suelos y rocas), cuando las
fuerzas motrices son mayores que la resistencia de estos materiales.
Gran número de causas mecánicas pueden dar origen a un derrumbe y estas causas
deben ser adecuadamente entendidas para valorar un peligro potencial de deslizamiento
de un terreno.
En condiciones estáticas el rasgo más común se debe a la existencia de una
pendiente sobre el terreno, dado que se necesita una fuerza gravitacional tangencial a la
superficie para generar tensiones de corte y realizar trabajo como movimiento de
deslizamiento, en determinadas ocasiones las aceleraciones laterales de un movimiento
sísmico pueden, sobre superficies horizontales producir esta fuerza y causar
desplazamientos.
Un deslizamiento ocurre por lo general cuando la componente de fuerzas que están
actuando pendiente abajo del terreno, excede a la resistencia de corte del material, de ahí
que un derrumbe se produzca ya sea porque la fuerza actuante o la resistencia de corte
del suelo ha cambiado por alguna razón.
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Con base en el análisis entre los componentes de la fuerza actuante y la resistencia
al corte del material del terreno, se pueden establecer una gran variedad de causas y
mecanismos.
Los deslizamientos y procesos relacionados forman parte de la lista de los
movimientos gravitacionales de masa, directamente referidos a la dinámica de las
laderas, distinguiéndose de las subsidencias y colapsos pertenecientes también a este
grupo.
2.1 Tipos de deslizamientos
Al establecer una clasificación acertada de los movimientos de laderas, choca con
los inconvenientes derivados del gran número de factores que caracterizan a estos
procesos, la gran variación de escalas y velocidades de desplazamiento, de litologías
involucradas y de mecanismos de rotura, entre otros factores, inducen a clasificaciones
que no engloban todos los procesos y que responden en ocasiones, a observaciones en
regiones determinadas o están influenciadas por la experiencia del autor que las ha
establecido.
Sin embargo, algunas de estas clasificaciones, realizadas con diversos criterios y
fines, son de gran utilidad para abarcar el estudio de los movimientos de laderas y el
conocimiento del comportamiento de los diversos materiales que sufren estos procesos.
Varnes (1978) clasifica los movimientos en desprendimientos, vuelcos,
deslizamientos rotacionales, traslacionales, corrimientos laterales, flujos y movimientos
complejos, los materiales complejos los agrupa en dos grandes unidades: substratos y
suelos.
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Dentro de la clasificación de los diversos tipos de deslizamientos, se muestra a
continuación los conceptos que comprenden cada uno de ellos.
2.1.1 Caídas
Este tipo de deslizamiento ocurre cuando la masa en movimiento viaja la mayor
parte de la distancia a través del aire, el material se deposita a cotas más bajas o al pie
del talud. También se define como el desprendimiento del material de un talud,
individualizando por planos de rotura, con caída libre al menos en parte de su recorrido
(ver figura 4).
2.1.2 Descalce
Son debidos a fuerzas que causan un movimiento de volteo alrededor de un punto
bajo del centro de gravedad de la unidad (ver figura 5).
2.1.3 Apertura lateral
Estos son movimientos de extensión lateral dentro de una masa de roca fracturada,
y pueden ser:
a) Sin una superficie basal o zona de flujo plástico bien definida.
b) La extensión de roca o suelo resulta de licuefacción o flujo plástico y material
subyacente.
2.1.4 Fluencias
Son movimientos de masas más o menos rápidos, característicos de materiales sin
cohesión, principalmente tienen lugar en suelos muy susceptibles que sufren una
considerable pérdida de resistencia con el movimiento. Los materiales involucrados
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actúan temporalmente, como un fluido, sufriendo una deformación continua y sin
presentar superficies de rotura definida.
Figura 4. Diferentes tipos de caídas o desprendimientos en suelos y rocas
Donde: a. La superficie de rotura puede ser una discontinuidad preexistente. b. Una grieta de tracción provocada por el estado tensional a que está
sometido el material. c. Erosión del pie (o de la superficie de la cara del talud). d. En materiales con estratificación favorable a la estabilidad, en caso
de erosión de los niveles infrayacentes a las capas más competentes. e. Rotura por vuelco. f. Suelos sin superficies netas de estratificación ni juntas. Fuente: G. Kéller. 1995
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Figura 5. Mecanismos de desplome con rotación y descalce
Fuente: G. Kéller. 1995
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Las zonas donde se producen estos tipos de movimientos se encuentran localizadas
en taludes naturales, de manera que el movimiento en sí y la distribución aparente de
velocidades y los desplazamientos se asemejan al fluir de un fluido viscoso. No existe en
sí una superficie de falla y ésta se considera que se desarrolla en un lapso de tiempo muy
breve al inicio del fenómeno.
Este tipo de fallas puede ocurrir en cualquier formación geológica, desde
fragmentos de roca hasta arcillas francas, sucede tanto en materiales secos como en
húmedos.
El material seco está constituido por fragmentos de roca provenientes de
explosiones volcánicas, de deslizamientos y de desprendimientos de roca, arenas
uniformes y limos, por lo tanto, los flujos secos no presentan grietas sobre el escarpe
principal y no tienen un pie definido.
El material húmedo está constituido por suelos granulares finos, con contenido de
agua variable, los flujos húmedos se caracterizan por su longitud, por su pendiente de
escurrimiento uniforme y por la ausencia de tensión y de escarpes menores.
2.1.5 Movimiento complejo
A los movimientos de taludes que presentan más de uno de los tipos principales de
movimientos son llamados complejos, por lo tanto, se afirma que casi todos los
movimientos son complejos.
Una masa simple puede moverse por derrumbamiento, caída, deslizamiento y
flujo, las clases de deslizamiento sirven para identificar el mecanismo, materiales
involucrados y las condiciones del terreno, el movimiento de la masa puede cambiar de
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mecanismo. Los movimientos complejos van a menudo acompañados de flujo de los
materiales que se han asentado y desintegrado hacia delante (ver figura 6).
Figura 6. Movimiento complejo
Fuente: G. Kéller. 1995
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2.1.6 Deslizamientos translacionales
Este tipo de deslizamiento ocurre a lo largo de superficies de ruptura que,
generalmente, son planas o suavemente inclinadas. Las primeras (superficies planas)
generalmente siguen discontinuidades preexistentes, tales como planos de
estratificación, fallas, juntas.
Cuando se disgrega la masa en movimiento durante el deslizamiento, depende de
qué tan plana sea la superficie de ruptura y de la distancia que la masa se mueva.
Básicamente, los deslizamientos translacionales pueden presentarse pasando la
superficie de falla por el pie del talud, afectando el terreno en que se encuentra apoyado
el talud; por lo tanto, se considera como falla de base. Los suelos cohesivos con
presencia de niveles de diferente competencia intercalados, son un típico ejemplo de
ocurrencia de deslizamientos translacionales estando condicionados por la existencia de
filtraciones paralelas a la cara del talud (ver figura 7).
2.1.7 Deslizamientos rotacionales
La rotura, profunda o superficial ocurre a través de superficies curvas, que pueden
ser o no circulares dependiendo de la uniformidad del material, generalmente es un
movimiento asociado a suelos cohesivos uniformes o macizos rocosos muy fracturados y
sin estructura.
Los deslizamientos rotacionales pueden ser simples, múltiples o sucesivos. En el
primer tipo se da una única superficie de rotura circular y el material se mueve como una
unidad, existe avance del terreno hacia abajo (en cabecera) y hacia fuera (a pie del talud)
de la concavidad producida.
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Figura 7. Deslizamiento translacional
Fuente: G. Kéller. 1995
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La rotación múltiple ocurre cuando se dan varios deslizamientos que van
englobándose sucesivamente, este tipo de roturas se dan en arcillas duras y fisuradas y
en arcillas blandas muy sensitivas (ver figura 8).
El papel de los grandes deslizamientos en la configuración del terreno es
importante en zonas montañosas, pueden llegar a obstruir valles, cursos de ríos y
embalses, con el consiguiente peligro de creación de lagos artificiales y desbordamientos
y a destruir pueblos y edificaciones asentadas al pie de las paredes o laderas
montañosas.
Figura 8. Deslizamiento rotacional
Fuente: Varnes. 1978
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2.2 Factores que producen deslizamientos
2.2.1 Factores condicionales
Son los que predisponen al terreno a la ocurrencia de un deslizamiento, dentro de
los cuales se encuentran los siguientes.
2.2.1.1 Geología
Aporta un número de parámetros importantes para comprender la desestabilización
de las laderas, citamos los más importantes.
Litología: los tipos de rocas y la calidad de los suelos, determinan en muchos
casos la facilidad con que la superficie se degrada por la acción de la atmósfera o se
desliza por algún otro factor externo.
Estructuras: determinan zonas de debilidad (fallas, fracturas o plegamientos), o la
colocación de los materiales en posición favorable a la inestabilidad (plegamientos,
ondulamientos).
2.2.1.2 Topografía
Es un factor que se debe tomar en cuenta, pues los deslizamientos ocurren
generalmente en terrenos de pendientes pronunciadas. Está dada por la relación que
guarda el terreno con las dimensiones del espacio, esto es, altimetría y planimetría, la
combinación de ellas da lugar a las distintas geoformas: planicie costera, cordillera
volcánica, etc.
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Los deslizamientos son más comunes en pendientes mayores de tres unidades
horizontales por una vertical, (que se expresa 3:1); unos pocos se originan en pendientes
mayores que 5:1 y menores que 3:1. Los deslizamientos que tienen lugar en pendientes
menores de 5:1 generalmente requieren materiales extremadamente débiles o superficies
preexistentes con baja resistencia al corte. Las fallas de suelo originadas por lluvia o los
flujos de detritos comúnmente se originan en pendientes mayores que 3:1 y la
disposición comienza en pendientes menores de 5:1.
Atendiendo al modelo de un cuerpo descansando sobre un plano inclinado (ver
figura 9) se tiene que las fuerzas actuantes son el peso propio (W=mg), la componente
normal al plano, la componente paralela y una fuerza resistente al movimiento llamada
resistencia a la cizalla. Si se introduce alguna fuerza horizontal que actúe sobre la masa
en dirección de la pendiente, la componente de la cizalla se incrementa y puede llegar a
darse el caso que sea superior a la fuerza resistente, en tal caso, se pierde el equilibrio y
el cuerpo libre tiende a moverse.
De lo contrario, se puede deducir que láminas y bloques de capa de roca o suelo
cohesivo, por ejemplo, pueden moverse sufriendo menos disrupción interna sobre
superficies de falla planas, que sobre superficies cóncavas, como las que son
características en deslizamientos rotacionales.
2.2.2 Factores activadores
Los factores activadores son los que generan y aceleran los fenómenos de
deslizamientos, aportan o contribuyen a ocasionar la fuerza actuante que hacía falta para
romper el equilibrio de fuerzas internas en un talud. Dentro de estos factores se pueden
mencionar los descritos a continuación.
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Tang β= Wsenβ / Wcosβ = µ
β = pendiente W= peso del bloque W cos β= componente normal a la pendiente W cos β= componente paralela a la pendiente µ= coeficiente de fricción estática F= fuerza de fricción (total de fuerzas resistentes al movimiento) F= µ (w cos β )
Fuente: Aragón-Arreola. 1994
β
β
β
Figura 9. Fuerzas actuantes en un cuerpo que descansa sobre un plano inclinado.
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2.2.2.1 Sismicidad
Sismo es el fenómeno físico que produce vibraciones en el terreno y puede inducir
deslizamientos, licuefacción y producir pérdida de vidas humanas u obras civiles. Para
evitar en gran medida que este factor afecte, la experiencia demuestra que la forma más
económica y eficiente para reducir los desastres naturales es contar con un programa de
prevención a corto, mediano y largo plazo y minimizar la vulnerabilidad de las
edificaciones, por medio de adecuados diseños estructurales.
Los movimientos sísmicos producen en el terreno aceleraciones horizontales y
verticales, cuando se interrelacionan estas aceleraciones con la masa del derrumbe se
producen fuerzas transitorias que pueden ser del mismo orden de magnitud a las del peso
de la masa de deslizamientos involucrada, de allí que no obstante su corta duración,
pueden tener gran efecto y causar deslizamientos en pendientes relativamente estables
dependiendo de la topografía del terreno.
Además del efecto directo de las aceleraciones de los terremotos sobre las fuerzas
actuantes para causar la falla, fuerzas de presión y las vibraciones podrían reducir la
resistencia del suelo a lo largo de la superficie donde la resistencia al deslizamiento es
desarrollada. En un fuerte movimiento sísmico ambas tensiones, normal y de corte a lo
largo de la superficie potencial de deslizamiento, oscilan en amplitud y podrían ocurrir
cambios de tensión-corte.
2.2.2.2 Precipitación pluvial
La precipitación y la escorrentía superficial, es conocido que son los mecanismos
erosivos de mayor importancia en las áreas intertropicales, el agua presente en el suelo
actúa como lubricante, además ejerce peso y presión en el terreno. Si se encuentra en
exceso, da a la masa una condición hidrodinámica que aumenta parcialmente la presión.
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Las lluvias contribuyen directamente para las inestabilizaciones de ladera a través
de los siguientes mecanismos.
a. Elevación del nivel de agua y generación de fuerzas de percolación.
b. Llenado temporario de hendiduras, grietas y/o estructuras en suelos saprolíticos y
rocas (fracturas, juntas, etc.) con generación de presiones hidrostáticas.
c. Formación de frentes de saturación, sin la elevación/formación de suelos no
saturados, reduciendo la resistencia de los suelos por la pérdida de cohesión
aparente.
La influencia de la distribución de la lluvia en el tiempo se correlaciona
directamente con el régimen de infiltración que se produce en el terreno, que, a su vez,
determina la tasa con la que el agua de las lluvias penetra en el macizo terroso o rocoso,
disminuyendo su resistencia y/o aumentando las tensiones actuantes en él.
Los deslizamientos en roca, condicionados por planos de fragilidad, son más
susceptibles a lluvias concentradas o inmediatas (generación de presiones hidrostáticas),
y son menos afectados por los índices pluviométricos acumulados en los días anteriores
al evento.
2.2.2.3 Vulcanismo
Es un elemento disparador de fenómenos de inestabilidad, tanto por la propia
actividad volcánica (sismos volcánicos, deformación del aparato volcánico, aporte
adicional de materiales al subsuelo) como por la acumulación progresiva de materiales
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fragmentarios (cenizas, bloques, etc.) que por sus características físicas favorecen la
inestabilidad de los terrenos.
2.2.2.4 Factores antrópicos
El hombre es el más importante agente modificador de la dinámica de las laderas.
El avance de las diversas formas de uso y ocupación del suelo en áreas naturalmente
susceptibles a los movimientos gravitacionales de masa, acelera y amplía los procesos de
inestabilización.
Todos los fenómenos descritos anteriormente forman parte del natural equilibrio
geológico y que puede romperse con la actividad constructiva y destructiva del hombre.
De esta manera el ser humano contribuye a provocar o acelerar estos fenómenos.
Esto sucede cuando la actividad humana se realiza sin una adecuada planificación,
especialmente en obras viales –carreteras y puentes- explotación de tajos, desarrollos
urbanísticos, rellenos mal hechos, cortes en el perfil natural de laderas, deforestación,
prácticas agrícolas deficientes, en la conservación de suelos, etc. Todo esto promueve
procesos de inestabilidad en suelos que en cierta medida son naturalmente vulnerables a
esta clase de fenómenos y que tienen graves consecuencias en el futuro.
Los efectos más importantes de esta clase de fenómenos son los siguientes:
• Ruptura o agrietamiento del suelo
• Erosión intensa
• Sepultamiento de infraestructura
• Formación de aludes
• Derrumbes
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• Represamiento y generación de embalses en cauces fluviales
con desarrollo de eventuales avalanchas de lodo y detritos.
No obstante, en el análisis y control de los deslizamientos, principalmente en áreas
urbanas, se debe reflexionar sobre las principales modificaciones en la dinámica de las
laderas resultantes de las interferencias antrópicas, puesto que éstas son muchas veces
las principales responsables de la desestabilización.
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3. METODOLOGÍA DE TRABAJO
3.1 Recopilación de información
Para realizar este trabajo, fue necesario acudir a instituciones relacionadas con el
tema de deslizamientos y al área de estudio, para obtener toda la información que se
pudiera considerar útil, esto se realizó por medio del estudio de mapas topográficos de la
zona, mapas geológicos, fotografías aéreas, estudios e investigaciones que se han
realizado por profesionales de esta área en diversos puntos de la ciudad, etc.
3.2 Análisis de pendientes naturales
El análisis consiste en realizar perfiles del terreno en zonas que se consideran de
alta peligrosidad para la ocurrencia de deslizamientos, para lo cual se utilizó un mapa
obtenido en el Instituto Geográfico Nacional (I.G.N.) a escala 1:15,000.
El procedimiento a seguir para el análisis de pendientes naturales es el siguiente:
1. Las cotas del terreno se analizan en el mapa, por donde pasa la línea del perfil.
2. La distancia se analiza de la parte más baja del talud hacia ambos lados de éste.
3. El ángulo se calcula por medio de la fórmula: Ø= tan¯ ¹ (altura/distancia horizontal)
3.3 Estudio fotogeológico
El estudio fotogeológico tiene como base el análisis de las fotografías aéreas del
área en estudio, las cuales se obtuvieron a escala 1:60,000 y 1:10,000, obtenidas en el
Instituto Geográfico Nacional y analizadas a través de un estereoscopio de espejos, en
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las cuales se deseaba obtener mayor información acerca del área, como la identificación
de posibles deslizamientos ocurridos en otras épocas en la misma área, ya que éstos
dejan ciertas formas en el terreno que es más fácil identificar en las fotografías aéreas y
los cuales nos pueden proporcionar mayor información acerca del riesgo en el área.
El análisis de las fotografías aéreas se realiza por medio de la colocación de
acetatos sobre las mismas, en los cuales se marcan algunas características como las
siguientes:
• Rasgos de deslizamientos antiguos.
• Taludes con riesgo de deslizamientos.
• Actividades humanas que influyen directamente con los deslizamientos.
• Patrones de drenaje.
• Ubicación de lugares de riesgo.
• Fallas geológicas.
Además, para el estudio geológico se usaron fotografías aéreas, el mapa geológico
en el cual se encuentra el área de la ciudad de Guatemala y que se encuentra a escala
1:50,000, se analiza si pasan algunas fallas en el lugar y si no se observa la orientación
de las que se encuentren más cercanas al lugar, ya que esto nos dirá si el lugar es
afectado por una posible falla debido a la orientación de las demás.
Dentro de las actividades humanas que influyen directamente con el problema de
los deslizamientos podemos mencionar las siguientes: expansión urbana, extracción de
materiales, especialmente para uso en el ramo de la construcción, como arena, grava,
etc., reducción de áreas forestales, etc.
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3.4 Geología de campo
Esta se realiza por medio de la visita al área en estudio, en esta visita se tiene como
objetivo estudiar más de cerca las características propias del lugar como lo son tipos de
roca, estratigrafía, estado actual del material, posibles fallas, crecimiento urbanístico y
otros factores que nos ayudarán en la investigación.
Las fallas son un indicio del comportamiento sismológico y podrían afectar de una
manera u otra las actividades humanas realizadas en el lugar, también se analizan los
diferentes materiales que conforman el subsuelo, observándose taludes recientes, ya que
éstos son un factor determinante en la ocurrencia de deslizamientos de taludes y nos
pueden proporcionar información valiosa respecto a éstos.
3.5 Integración de la información
Luego de la recopilación de toda la información antes mencionada, se analiza para
conocer la susceptibilidad de deslizamientos en el área, también se estudian las posibles
soluciones para las áreas donde ya se han producido deslizamientos o se encuentran en
alto riesgo de producirse.
Debido a que en el lugar ya han ocurrido deslizamientos y actualmente algunas
viviendas se encuentran en alto riesgo, se propondrán algunas soluciones, las cuales
quedarán a criterio de las personas interesadas llevarlas a su ejecución.
Con la información obtenida, se darán a conocer algunas medidas que se deberán
tomar para evitar que continúe el problema de los deslizamientos en el lugar, las cuales
se deberán seguir si se desean obtener buenos resultados.
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4. INFORMACIÓN BÁSICA DEL ÁREA
EN ESTUDIO
4.1 Ubicación y extensión del área
El área bajo estudio en este trabajo se encuentra ubicada en el sur de la ciudad de
Guatemala y comprende la Colonia El Carmen, la cual se encuentra delimitada al norte
por la 29 calle, al este por la 11 avenida, al sur por los barrancos que la rodean, y al oeste
por la 1ª. avenida, en la zona 12, con una extensión de 0.567 Km² (ver figura 10).
La Colonia El Carmen se encuentra situada a un costado de la Universidad de San
Carlos de Guatemala, y se puede tener acceso a ella a través del Anillo Periférico y la 29
calle y también a través de la calzada Raúl Aguilar Batres y 30 calle.
4.2 Clima y vegetación
La Colonia El Carmen se encuentra a una altitud de 1,480 metros sobre el nivel del
mar, por su ubicación geográfica presenta durante el año dos estaciones bien marcadas,
la estación seca de noviembre a abril y la estación lluviosa de mayo a octubre.
En la figura 11 se muestran las lecturas de precipitación (mm) obtenidas en el
Instituto Nacional de Sismología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH) y los días
de lluvia en un año hidrológico (1999) de acuerdo a información obtenida de la estación
meteorológica INSIVUMEH ubicada en el departamento de Guatemala, en latitud
14º35’11” y longitud 90º31’58”.
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Figura 10. Mapa del área bajo estudio, Colonia El Carmen
La fotografía aérea nos ayuda a comprender de una mejor manera el área en
estudio, a través de ella se pueden hacer diversos análisis que nos ayudarán a conocer el
pasado geológico del área (ver figura 36).
En el presente caso, las fotografías aéreas revelan que han ocurrido
deslizamientos en esta área (ver figura 37). Además, se pueden identificar otros lugares
4
propensos a sufrir deslizamientos, esto nos ayuda a implementar medidas de mitigación
para evitar que llegue a suceder.
Figura 36. Fotografía aérea del área en estudio
Fuente: Instituto Geográfico Nacional (IGN)
5
Figura 37. Deslizamientos ocurridos en el área
Fuente: Instituto Geográfico Nacional (IGN)
6
5.1.2 Mapa de fracturas
De acuerdo al mapa del valle de la ciudad de Guatemala que contiene las fracturas
del terremoto de 1976 elaborado por el Instituto Geográfico Nacional de Guatemala e
impreso en abril del mismo año, en el área de la Colonia el Carmen no aparecen
fracturas producidas por dicho movimiento sísmico.
Sin embargo, luego de estudiar la orientación de las fracturas que se detectaron en
el valle de la ciudad y comparándolas con la orientación del barranco contiguo a la
Colonia El Carmen, se podría asumir la existencia de una fractura en el área de estudio,
la cual puede ser una de las causas que están provocando los deslizamientos (ver figura
38).
5.2 Propuesta de soluciones
5.2.1 Distancias recomendadas a guardar
Como parte de las propuestas de solución, se recomienda dejar una distancia entre
el talud y la construcción que se realizará, esta distancia dependerá de las características
propias del talud de que se trate, esto se hace con el fin de proteger las construcciones y
que éstas no vayan a afectar la estabilidad de los taludes, debido a que ocasionan un peso
extra al terreno. En las figuras 39 y 40 se muestra la propuesta del Ing. Federico Koose
para casos de este tipo.
La situación actual que presenta es un tanto compleja, debido a que actualmente
ya se encuentra urbanizada y construidas las casas de la Colonia El Carmen, por lo cual
es un poco tarde para que se atiendan las recomendaciones concernientes a las distancias
que se deberían haber guardado en el momento de realizar las edificaciones.
7
Figura 38. Mapa de fracturas causadas por el terremoto de 1976
Fractura asumida en área de estudio
Fuente: Instituto Geográfico Nacional (IGN)
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Fuente: Federico Koose. Estudio de deslizamientos de taludes de barrancos en la ciudad de Guatemala
Figura 39. Distancias recomendadas para zonas de seguridad y peligro
Para ángulo de talud= 45°
zona de seguridad
zona de riesgo relativo
zona de peligro
150
125
100
75
50
25
0
10 20 30 40 50 60
Distancia en metros
Al tura en
metros
2. Parámetros de ensayo de laboratorio círculo en pie de talud. 3. Parámetros de deslizamiento ocurrido (círculo en pie de talud). 4. Parámetros de deslizamiento ocurrido (círculo arriba de pie de talud 5. Distancia recomendada para zona segura.
5
6
4
3
2
9
Fuente: Federico Koose. Estudio de deslizamientos de taludes de barrancos en la ciudad de Guatemala
Figura 40. Distancias recomendadas para zonas de seguridad y peligro
Para ángulo de talud= 60°
zona de riesgo relativo
zona de peligro
zona de seguridad
150
100
125
75
50
25
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120
Distancia en metros
4 3
2 6
5
2. Parámetros de ensayo de laboratorio círculo en pie de talud. 3. Parámetros de deslizamiento ocurrido (círculo en pie de talud). 4. Parámetros de deslizamiento ocurrido (círculo arriba de pie de talud 5. Distancia recomendada para zona segura.
Al tura en
metros
10
5.2.2 Tratamiento del lecho del río
Siendo el río que recorre el barranco contiguo a la colonia uno de los factores de la
problemática actual, debido a que es éste uno de los causantes de estar produciéndose los
deslizamientos, deben tomarse medidas urgentes con el propósito de frenar los daños.
Como parte de las soluciones sugeridas, se debe de reencauzar el río y así evitar
que dañe directamente los taludes, el recorrido del mismo debe ser longitudinal y evitar
las curvas que actualmente tiene, donde forma los meandros y socava el pie de los
taludes.
Se sugiere la protección del pie de los taludes que representen mayor peligro, lo
cual puede hacerse colocando gaviones para que el agua no erosione los taludes,
evitando así el deslizamiento de los mismos.
5.2.3 Drenajes
Se debe velar porque exista una adecuada red de drenajes, tanto para las aguas
servidas como para las pluviales, el desfogue de las mismas debe evitarse que sea sobre
el talud, ya que esto ocasionaría la erosión del mismo, trayendo como consecuencia un
mayor peligro de deslizamientos, se deben de colocar disipadores de energía en donde
sea necesario.
Como referencia se puede anotar que las aguas que recorren el barranco aledaño,
son aguas servidas y las cuales provienen en su mayoría de otras colonias, situadas
también en la zona 12, las cuales llegan a través de un sistema de drenajes, pero que al
entrar al barranco contiguo a la colonia, lo recorren como un pequeño río, el cual en
11
época de invierno aumenta el caudal, contribuyendo en esta forma al socavamiento de
los taludes (ver figura 41).
Figura 41. Drenaje proveniente de las colonias cercanas a Colonia El Carmen en la zona 12
12
5.2.4 Escorrentía
La escorrentía superficial es una de las principales causas del deslizamiento de los
taludes, como medida de prevención debe evaluarse la susceptibilidad de los mismos a
la escorrentía y aquellos que sean más propensos a deslizarse debe dárseles un
tratamiento de estabilización.
Como parte de la estabilización se puede hacer una red de zanjeo para recoger las
aguas de escorrentía y que éstas desfoguen a una distancia prudencial de los taludes.
Otra opción es la de impermeabilizar la parte alta de los taludes para que la escorrentía
no erosione los mismos, se debe canalizar el agua y colocar disipadores de energía.
5.2.5 Propuesta de solución para taludes del área de estudio
El talud se determinó sobre la base de la visita de campo realizada, la situación
presentada en al área de estudio se puede apreciar en la figura 42, se observa como el
deslizamiento es amplio y que el mismo ha ocasionado el abandono de al menos una
vivienda debido al peligro que corren los habitantes de la misma, se debe de realizar un
trabajo de estabilización del talud para evitar que el mismo siga deslizándose y el daño
sea mayor al ocasionar el derrumbe de éstas u otras viviendas.
Existen casos en los cuales el avance del deslizamiento es tan amplio que las
construcciones ubicadas en las cercanías representan un peligro para sus habitantes por
lo que deben de ser deshabitadas, en esta situación ya no existe solución, por lo que el
tratamiento del talud debe hacerse para evitar que el daño se traslade a las
construcciones vecinas y sea mucho mayor.
13
Figura 42. Vivienda ubicada en el área de estudio
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Para evitar el avance del deslizamiento se hace la siguiente propuesta.
a) Se propone dividir en tres tramos el talud para estabilizarlo, un primer tramo en
donde se trabajará por medio de terrazas, en las cuales se sembrará un pasto que
estabilice el suelo (se propone el pasto denominado Vetiber) de esta forma se
evitará la erosión del talud y permitirá la infiltración de agua en el terreno,
completándose este tramo con la siembra de grama en el talud ( ver figuras 43, 44 y
Figura 43. Propuesta de solución, tramo 1. Estabilización con pasto y grama
15
Figura 44. Estabilización de talud por medio de terrazas con pasto y grama.
Figura 45. Estabilización de talud por medio de terrazas con pasto y grama.
Fuente: Instalaciones taller de Fundasal, El Salvador.
16
b) Un segundo tramo en el cual se estabilizará el terreno por medio de placas (ver
figuras 46, 47 y 48). Dichas placas permitirán drenar el agua que se hubiese
infiltrado en el terreno y la siembra de pasto en la superficie, logrando de esa forma
una mayor estabilidad en el talud.
Muro utilizando Placas
Altura Placas= 0.40 Mt. Ancho Placas= 1.00 Mt.
Figura 46. Propuesta de solución, tramo 2. Estabilización por medio de placas
17
Figura 47. Estabilización de talud por medio de placas.
Figura 48. Estabilización de talud por medio de placas.
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c) El tercero y último tramo estará formado por gaviones, estos son la protección
principal contra la erosión causada por el río en el pie del talud; además, el diseño de
los gaviones evita la presión ejercida por el agua sobre los taludes, ya que la misma
se filtra a través de los mismos, con lo cual se evitará este tipo de presión (ver figura
49 y 50 ).
La propuesta integrada la podemos observar en la figura 51, en ella se puede
observar la ubicación de cada tramo y la forma final como quedará el talud ya
estabilizado.
Figura 49. Estabilización de talud por medio de gaviones
19
Figura 50. Muros construidos con gaviones
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Gaviones
Placas
Terrazas
Figura 51. Propuesta Integrada de solución
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CONCLUSIONES
1. La situación geológica que presenta Guatemala lo convierte en un país muy
propenso a sismos, (que es uno de los factores activadores de los deslizamientos). Al
estudiar los mapas de fallas a nivel nacional y el mapa de fracturas del valle de la
ciudad de Guatemala, se concluye que aunque en los mapas no se encuentre trazada,
una falla podría pasar cerca de la Colonia El Carmen (zona 12).
2. Las aguas que fluyen en el barranco contiguo a la Colonia El Carmen tienen una
gran incidencia en los deslizamientos del terreno, ya que en el mismo existen
meandros que ocasionan la erosión en las paredes de los taludes; además, en la época
de invierno el nivel del mismo crece, con lo cual se incrementa grandemente la
erosión.
3. Para la construcción de estas viviendas no se tomaron en cuenta las distancias
recomendadas a guardar para los taludes, con lo cual se ubicaron muy cercanas a los
mismos, en puntos que se encuentran dentro de la curva de deslizamiento, lo cual se
ve hoy reflejado en la situación como se encuentran las mismas. Debido a los
deslizamientos que han ocurrido, en una de las viviendas ya es posible observar el
cimiento, lo cual la pone en una situación de alto riesgo y ha sido necesario
desalojarla para evitar tragedias.
4. El tipo de problema estudiado se produce en otros lugares de la ciudad de
Guatemala, tanto en colonias de alto nivel económico como en aquellas a las que se
da la categoría de asentamientos, pues éstas carecen de trabajos de mitigación o
prevención de desastre, debido, principalmente, al factor económico.
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RECOMENDACIONES
1. A nivel de planificación del crecimiento tanto de la ciudad de Guatemala como de
cualquier otra ciudad en nuestro país, se hace necesario realizar un estudio de los
terrenos donde se ubicarán los proyectos habitacionales que se desean realizar, ya
que se ha observado que estos los ubican en márgenes de ríos, lugares con un
historial de deslizamientos pasados, cercanos a barrancos y otros sitios que no son
recomendables, y esto ocasionará que en un futuro ocurra un desastre si no se toman
las medidas de prevención adecuadas.
2. Al construir una vivienda en un lugar cercano a un talud, es recomendable realizar
un estudio de las distancias recomendadas a guardar, con lo cual se obtendrá la
distancia a la cual deberá ubicarse la vivienda del mismo y así evitar que ésta se
ubique dentro de la curva de deslizamiento del talud, y esto ocasionaría un desastre;
tanto en lo material como en la posible pérdida de vidas.
3. En las colonias que se encuentren cercanas al cauce de un río, debe mantenerse una
vigilancia sobre el mismo, ya que muchas veces debido a una lluvia copiosa puede
provocar que éste se desborde dañando las viviendas ubicadas en las cercanías; en la
medida de lo posible, deben realizarse obras de mitigación en los puntos
identificados como de mayor vulnerabilidad.
4. Las propuestas de solución que se presentan en este trabajo pueden ser adoptadas
para otros lugares con problemas similares; los gaviones ofrecen una opción a
realizar, en la cual se utiliza material local, por lo que pueden realizarse en muchos
lugares del interior país y además, responden muy bien en un medio húmedo, ya que
el agua se filtra a través de la piedra del relleno de los mismos y no hay presión
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ocasionada por el agua, no requieren de una mano de obra calificada por lo que los
mismos pobladores pueden construirlos luego de recibir capacitación.
5. Existen otras formas de estabilización de taludes, como es a través de la siembra de
arbustos, debido a que de esta forma se hace con materiales naturales
proporcionando algunas ventajas como mayor infiltración del agua, estética y
armonía con el paisaje, producción de oxígeno, etc., como ejemplo se puede
mencionar el izote y otros cuya raíz estabilice el suelo.
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BIBLIOGRAFÍA
1. Castañaza Ruano, Fernando Enrique. Muros de retención construidos con gaviones. Tesis Ingeniero Civil, Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1988. 70 páginas.
2. Chavarría Palacios, Federico Guillermo José. Análisis de amenaza sísmica en
el Departamento de Santa Rosa. Tesis Ingeniero Civil, Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1999. 113 páginas.
3. Estrada Gómez, Jorge. Inestabilidad de taludes en el valle de Guatemala. Tesis Ingeniero Civil, Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1989. 76 páginas.
4. González Cuéllar, Sergio Iván. Caracterización geotécnica de los deslizamientos de taludes en la villa de Mixco, Departamento de Guatemala. Tesis Ingeniero Civil, Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1998. 61 páginas.
5. Organización Panamericana de la Salud. Manual sobre preparación de los servicios de agua potable y alcantarillado para afrontar situaciones de emergencia. Primera parte: desastres y sus efectos, 1990. 69 páginas.
6. CESEM. Cartografía de amenaza por deslizamientos en los barrios marginales del sur de la ciudad capital (Informe final). Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1991. 39 páginas.