En días recientes (Agosto 20, 2014) un gran deslizamiento de tierra ha ocurrido en la prefectura de Hiroshima, Japón. Según reportes periodístico, basados en los informes de la policía y equipos de rescate la cantidad de muertos ya supera los 50, y a medida que avance el proceso de búsqueda, este número de seguro se incrementará.
Breve introducción a deslizamientos
1. Introducción
De acuerdo a análisis estadísticos de los grandes desastres naturales ocurridos a través de la historia de la humanidad, los movimientos de ladera son considerados el tercer Riesgo Natural causante del mayor número de víctimas, tras los terremotos e inundaciones (Ayala-Carcedo, F, J. 2002). En Nicaragua, el problema de los deslizamientos de laderas es un fenómeno que ha cobrado un número considerable de vidas humanas y daños materiales cuantiosos. El evento más conocido de la historia reciente, es el ocurrido el 30 de octubre de 1998, en el que se generó una avalancha de rocas en el flanco sur del volcán Casita (Marquínez García, et al., 2002) durante el paso del huracán Mitch. Según reportes oficiales, este evento causó, la muerte de más de 2000 personas, cerca de 3500 refugiados, 523 viviendas destruidas y 130 parcialmente dañadas, además de pérdidas materiales en la infraestructura social y productiva del área afectada.
De acuerdo a lo antes expuesto, se hace necesario la ejecución de proyectos de investigación y evaluación del riesgo ante el fenómeno de deslizamientos, con el fin de establecer criterios y medidas de mitigación, para reducir los potenciales daños que podrían causar eventos futuros.
En forma general, un proyecto de investigación puede comprender las siguientes tres fases principales: 1) Evaluación de la amenaza por deslizamientos de ladera, 2) Evaluación de la vulnerabilidad ante movimiento de laderas, y 3) Evaluación del riesgo por deslizamientos en el área de estudio, donde se involucra de forma integral el grado de amenaza estimado versus el nivel de vulnerabilidad encontrado. Sin embargo, si se requiere un estudio realista y objetivo, se deberá considerar las condiciones propias del medio y todos los aspectos relacionados: social, económico, político, y hasta cultural...(sin limitarse a ello)
2. Aspectos teóricos generales
2.1. Movimientos de ladera
En forma general, el movimiento de laderas puede definirse como el movimiento hacia abajo y hacia afuera de los materiales que la conforman, bajo la influencia de ciertas fuerzas externas de carácter vertical (fuerza de gravedad), horizontal y/o vertical (fuerzas sísmicas y volcánicas), de características volumétricas (presión de gases atrapados), entre otras (Ayala-Carcedo, F.J., 2002). Es así que, un deslizamiento ocurre cuando se rompe o pierde el equilibrio de una porción de los materiales que componen una ladera y se deslizan ladera abajo por acción de la gravedad. Aunque los deslizamientos usualmente suceden en taludes escarpados, también se pueden presentar en laderas de poca pendiente. Básicamente, resultan de una falla por corte a lo largo de la frontera de la masa en movimiento, respecto a la masa estable; se alcanza un estado de falla cuando el esfuerzo cortante medio aplicado en la superficie potencial de deslizamiento, llega a ser igual a la resistencia al esfuerzo cortante del suelo o roca (Cruden, 1991).
2.2. Factores que determinan la inestabilidad de laderas
En términos generales se puede decir que los factores que propician los problemas de deslizamientos o de inestabilidad de laderas se dividen en internos y externos; y tienen que ver directa o indirectamente con los esfuerzos cortantes actuantes y resistentes que se desarrollan en la potencial superficie de falla o de deslizamiento. En no pocas ocasiones dichos factores se combinan, resultando difícil distinguir la influencia de cada uno de ellos durante la falla de una ladera. Es importante destacar que la inestabilidad de laderas, en general, obedece a factores condicionantes y desencadenantes. Los primeros son aquellos que evolucionan lentamente, como el relieve, la litología en su dimensión resistente, la estructura tectónica a las diversas escalas, la hidrogeología y el clima. Los factores desencadenantes varían con más rapidez, incluso instantáneamente, como en el caso de los terremotos. Las perturbaciones al entorno natural por actividades humanas, son causas que también pueden desencadenar los deslizamientos de laderas. En la Figura 1, se muestran los factores que determinan los movimientos de laderas.
Figura 1. Factores condicionantes y desencadenantes (Ayala-Carcedo, F.J., 2002)
En la medida que se conozca y se entienda cómo afectan estos factores la estabilidad o inestabilidad de una ladera, se tendrán más elementos para distinguirlos en campo, evaluar el grado o la magnitud de la amenaza, promover medidas de mitigación, y de ser posible “predecir” las características del movimiento en un futuro, o en el mejor de los casos, prevenir su falla mediante la aplicación de métodos de estabilización.
Debido a que existen casos en los que es difícil distinguir cómo dichos factores afectan la estabilidad de una ladera, resulta conveniente estudiarlos por separado, y al final establecer las relaciones que entre ellos se puedan dar, y el efecto que puedan tener en el desarrollo del deslizamiento de la ladera.
2.3. Clasificación de los deslizamientos
Conocer la clasificación de los movimientos de laderas es uno de los aspectos más importantes al momento de considerar realizar el análisis de un área en particular, debido a que la clasificación generalmente se basa en el tipo de movimiento, aspectos cinemáticos, lo que podría relacionarse, en la mayoría de los casos, con el tipo de material, la litología, condicionante principal de la resistencia de la ladera.
Básicamente los deslizamientos se clasifican en tres tipos (Figura 2), Caídas o derrumbes, Deslizamientos y Flujos. El grado de complejidad, características propias de cada uno y/o combinación entre ellos, origina una clasificación más detallada, como la propuesta por (Varnes, 1978), la cual fue posteriormente modificada por (Varnes y Cruden, 1996), comúnmente utilizada en la literatura científica. Esta clasificación, toma en cuenta principalmente el tipo de movimiento y tipo de material que constituye la ladera en movimiento.
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Figura 2. Principales tipos de deslizamientos en laderas (Mendoza López, M.J.; Domínguez Morales, L)
Con el objetivo de tener una concepción más amplia de los problemas de inestabilidad que pueden presentarse en las laderas naturales, en los acápites siguientes se da una descripción detallada de estos movimientos, basado en la clasificación antes mencionada, haciendo énfasis en la forma en que ocurren y en el tipo de materiales o formaciones geológicas en los que son más frecuentes. Esto permite, en forma general tener un concepto más amplio, para ser aplicado en campo, en un problema de evaluación de inestabilidad de laderas.
2.3.1. Desprendimientos o caídas
Los desprendimientos o caídas son los movimientos en caída libre de distintos materiales tales como rocas, detritos o suelos (Figura 2. a). Este tipo de movimientos se origina por el desprendimiento del material de una superficie de pendientes muy fuertes, el cual puede rebotar, rodar, deslizarse o fluir ladera abajo posteriormente. El material considerado no incluye las pequeñas partículas, resultados del intemperismo. Este tipo de movimiento incluye:
a)Desprendimientos: clasificado de acuerdo a las características del material involucrado en el fenómeno, un desprendimiento consiste, en la caída de suelos (soil falls), producto de la erosión o de bloques rocosos (rockfalls), atendiendo a discontinuidades estructurales (grietas, planos de estratificación o fracturamiento) proclives a la inestabilidad, o desprendimientos de detritos (debris falls) (Alcántara, 1999).
b)Vuelcos o volteos: Consiste en la rotación de una masa de uelo, detritos o roca en torno a un eje o pivote determinado por su centro de gravedad. Su movimiento es hacia delante o hacia la parte externa, por lo cual involucra inclinación o basculamiento, pero no implica colapsamiento. Frecuentemente ocurren en una o más superficies, en materiales que poseen un sistema de discontinuidades preferencial como diaclasas, grietas de tensión o superficies columnares. Se clasifican en vuelcos o desplomes de rocas, de derrubios o detritos y de suelos (Alcántara, 1999).
2.3.2. Deslizamientos
Los deslizamientos son movimientos ladera abajo de una masa de suelos, detritos o roca, la cual ocurren sobre una superficie reconocible de ruptura. Con frecuencia, la formación de grietas transversales es la primera señal de la ocurrencia de este tipo de movimiento, las cuales se localizan en la zona que ocupará el escarpe principal.
De acuerdo a las características de la superficie de rotura o falla, se distinguen:
a) Rotacionales: Son aquellos deslizamientos en los que su superficie principal de falla resulta cóncava hacia arriba (forma de cuchara o concha), definiendo un movimiento rotacional de la masa inestable de suelos y/o fragmentos de rocas con centro de giro por encima de su centro de gravedad. A menudo estos deslizamientos rotacionales ocurren en suelos arcillosos blandos, aunque también se presentan en formaciones de rocas blandas muy intemperizadas.
b)Traslacionales: Se les llama deslizamientos traslacionales, a aquellos deslizamientos en los que la masa de suelos y/o fragmentos de rocas se desplazan hacia afuera y hacia abajo, a lo largo de una superficie de falla más o menos plana, con muy poco o nada de movimiento de rotación o volteo. Usualmente determinan deslizamientos someros en suelos granulares, o bien están definidos por superficies de debilidad en formaciones rocosas, tales como planos de estratificación, juntas y zonas de diferente alteración o meteorización de las rocas, con echado propicio al deslizamiento.
Aunque también, pueden presentarse superficies de rotura planas, relacionadas a deslizamientos planos (Blandón, D., 2007), estos no son muy comunes, o el riesgo que representan es relativo.
2.3.3. Flujos
Son movimientos espacialmente continuos, en los que la superficie de cizalla son muy próximos, de poca duración y, por consiguiente, difíciles de observar. El movimiento de los flujos es muy parecido al de un fluido viscoso, razón por la que la distribución de velocidades no es homogénea y origina la formación de lóbulos a partir del predominio de movimiento intergranular, con movimientos relativos dentro de la masa que se mueve o desliza sobre una superficie de falla (Figura 2. c). Los flujos envuelven todos los tipos de materiales disponibles y se clasifican con base en su contenido, por tanto se dividen en flujos de rocas (rock flows), flujos o corrientes de derrubio (debris flows), y flujos de arena o suelo (soil flows). (Alcántara, 1999). Los flujos pueden ser de muy lentos a muy rápidos, así como secos o húmedos; pueden distinguirse:
a) Flujos de lodo: Masa de suelo y agua que fluye pendiente abajo muy rápidamente, y que contiene por lo menos 50% de granos de arena y limo, y partículas arcillosas.
b) Flujos de tierra o suelo: Masa de suelo y agua que fluye pendiente abajo muy rápidamente, y que contiene por lo menos 50% de granos de grava, arena y limo.
c) Flujos o avalancha de detritos: Movimiento rápido de una mezcla en donde se combinan suelos sueltos, fragmentos de rocas, y vegetación con aire y agua entrampados, formando una masa viscosa o francamente fluida que fluye pendiente abajo.
d) Creep o flujo muy lento: A diferencia de los casos anteriores, es un movimiento constante pero muy lento de suelos y rocas pendiente abajo, en el que no se define con precisión la superficie de falla.
e) Lahar: Flujo de suelos o detritos que se origina en las laderas de un volcán, generalmente disparado por lluvias intensas que erosionan depósitos volcánicos, deshielo repentino por actividad volcánica, o bien por rotura o desbordamiento de represas de agua.
2.3.4. Otros procesos de inestabilidad
Producto de ciertas características propias de cada deslizamiento, o de la combinación de dos o más tipos de deslizamientos pueden generarse otros procesos de movimiento de laderas, como se detallan a continuación.
a) Expansión lateral o separación lateral
Estos movimientos son el resultado de la facturación y expansión de suelos o masas de rocas compactos, debido a la licuefacción o fluidización del material subyacente, donde los sedimentos sueltos y saturados (arenas y limos) se transforman en un estado fluido, por las vibraciones de un sismo. Además, pueden ocurrir cuando materiales gruesos, como fragmentos de rocas, gravas, están inmersos en una matriz de material más fino o contiene arcillas. Generalmente ocurren en terrenos con pendientes muy suaves, que dan como resultado desplazamientos casi laterales. La superficie de cizallamiento no está bien definida, la masa involucrada se mueve rápida y retrogresivamente, y puede tener una duración hasta de algunos minutos. Puede haber expansión lateral de rocas, de detritos y suelo (Alcántara, 1999).
b) Movimientos complejos
Los movimientos complejos ocurren cuando el tipo de movimiento inicial se transforma en otro al ir desplazándose ladera abajo, entre los más importantes cabe destacar los aludes o avalanchas de rocas y los flujos deslizantes. Las avalanchas o aludes de rocas consisten en la movilización a grandes distancias de grandes masas de rocas o detritos, los cuales viajan a gran velocidad. Los flujos deslizantes son el resultado del colapso repentino y de gran extensión de una masa de material granular o de detritos que viajan a velocidades rápidas o extremadamente rápidas, como resultado de un efecto perturbador (Alcántara, 1999).
e) Lahar: Flujo de suelos o detritos que se origina en las laderas de un volcán, generalmente disparado por lluvias intensas que erosionan depósitos volcánicos, deshielo repentino por actividad volcánica, o bien por rotura o desbordamiento de represas de agua.
2.4. Estimación de la amenaza
De acuerdo a la definición propuesta por el Comité sobre Evaluación del Riesgo de Deslizamientos del Grupo de Trabajo de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas (IUGS, por sus siglas en inglés), la cual reune los comités técnicos respectivos de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica, la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas y la Asociación Internacional de Ingeniería Geológica, define amenaza, como “una condición con el potencial para causar una consecuencia indeseable”.
Las descripciones de amenazas de deslizamiento, particularmente para fines de zonificación, deben comprender las características de los deslizamientos, las cuales pueden incluir los volúmenes o áreas de los deslizamientos y la probabilidad de su ocurrencia. Puede también ser valiosa la descripción de las velocidades del deslizamiento. Aunque, determinar y caracterizar cada uno de estos parámetros, está sujeto a la disponibilidad de información, el estudio debe enfocarse hacia la parte cuantitativa y objetiva, sin obviar las consideraciones subjetivas y cualitativas, como indicadores de amenaza ante movimientos de laderas.
2.4.1. Reconocimiento del peligro
La amenaza debe evaluarse partiendo del principio de la existencia de un peligro considerable, tomando en consideración los factores descritos anteriormente, como condicionantes y/o desencadenantes en el desarrollo de los movimientos de laderas. En el área de estudio, los factores más importantes como pendiente, litología y vegetación existente, son evaluados, con el fin de determinar de manera preliminar la existencia del peligro generado por el movimiento de laderas.
En el sitio de estudio, es necesario buscar la evidencia de la presencia del peligro atendiendo a ciertos indicadores morfológicos, y antecedentes históricos que muestren la ocurrencia de deslizamientos en el pasado, y la tendencia a ocurrir en el futuro.
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