La subsidencia o hundimiento del terreno se define como el asentamiento gradual o repentino de la superficie terrestre debido al movimiento subterráneo de los materiales del suelo; este fenómeno suele asociarse con deformación horizontal y la aparición de fallas en el terreno causando daños significativos a infraestructura de obra civil.
Para su estudio e identificación se han propuesto dos categorías o tipos en México: la primera, conocida como Subsidencia Tipo Ciudad de México (STCM), se caracteriza por la formación de un patrón circular concéntrico a nivel regional causado por la consolidación del material existente (arcillas altamente compresibles); la segunda se trata de la Subsidencia Diferencial Controlada Estructuralmente (SDCE), en la cual la zona de mayor afectación se encuentra cercana y alineada con la dirección de una estructura tectónica de control (por ejemplo, una falla geológica preexistente).
Adicionalmente, es necesario comprender que las tasas de subsidencia son variables; están controladas por el espesor y las características geomecánicas de los sedimentos; asimismo, la intensidad de las tasas de extracción de agua subterránea y la recarga del acuífero (debida a la infiltración de agua superficial a través de las discontinuidades del suelo) juegan un papel crucial en su evolución, control y minimización de riesgo.
En México, diferentes universidades y centros de investigación como el IPICYT han realizado y reportado estudios relacionados con la subsidencia, los cuales en conjunto con información disponible en plataformas digitales gubernamentales del Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred), el Inegi o el Servicio Geológico Mexicano (SGM), han identificado 99 ciudades del país y 12 delegaciones de la Ciudad de México (CDMX) que sufren de este fenómeno,siendo los estados de México, Jalisco y Chihuahua los que presentan un mayor número de casos (17, 16 y 11, respectivamente). Algunas de las ciudades afectadas están declaradas como patrimonio de la humanidad (Morelia y Querétaro), otras poseen una alta densidad de población como la CDMX, localidades del estado de México, Guadalajara-Zapopan, León, Puebla, o bien están asociadas a zonas agrícolas (Celaya, Salamanca). Es importante aclarar que de las ciudades mencionadas algunas aún no se han definido completamente qué tipo de subsidencia presentan.
Pero, ¿cuáles son las causas o los detonantes?
Si bien es cierto que la subsidencia es consecuencia de procesos tectónicos o de la presencia de suelos no consolidados, la extracción desmedida de agua subterránea es un factordesencadenante que se ve reflejado en localidades que requieren de un intenso bombeo de agua para satisfacer las necesidades de su población, su agricultura o su industria. En este sentido, 76 por ciento de las ciudades con SDCE se encuentran ubicadas en acuíferos sobreexplotados y áreas con alta densidad de pozos. En ese sentido, más de 50 por ciento del agua extraída de estos acuíferos es empleada en actividades agrícolas, lo que promueve un hundimiento y una deficiencia severa de las aguas subterráneas.
[Foto: Distribución espacial de casos de subsidencia reportados en la literatura (zona centro de México). Se muestra la relación entre la subsidencia y las zonas densamente pobladas]
Y ¿cómo se mide la subsidencia?
Existen diversas técnicas de medición y monitoreo, destacando la instrumentación geotécnica (principalmente, extensiometría)que permite realizar cálculos precisos con resoluciones milimétricas a nivel local. La técnica de nivelación que se utiliza especialmente para cubrir áreas de hasta 10km se basa en la instalación de puntos de referencia incrustados en el pavimento o roca y el uso de equipos geodésicos de alta precisión.
Otra manera de evaluación es mediante el monitoreo GPS diferencial, el cual es una versión mejorada del GPS que utilizan satélites en órbita terrestre para obtener posiciones precisas, basándose en el tiempo que requieren las señales de radio transmitidas desde esos artefactos artificiales para llegar a una antena receptora en la Tierra.
Finalmente, se tiene el uso de sistemas satelitales SAR e interferometría (InSAR),técnica que utiliza imágenes de radar de apertura sintética de diversos satélites y temporalidades para calcular el desplazamiento vertical y horizontal del suelo. Existen diferentes técnicas InSAR (DInSAR, PS-InSAR, SBAS-InSAR y Squee-SAR™) que permiten el monitoreo de la subsidencia del terreno y cada una de ellas se adapta mejor a un conjunto particular de condiciones. A escala local o regional, los análisis de InSAR se complementan con datos sobre pozos de bombeo, información geológica, mapas de uso de la tierra, datos de precipitaciones, estudios gravimétricos y mediciones GPS para explicar y permitir una comprensión de las variaciones espacio-temporales del fenómeno.
[Foto: Provincias fisiográficas regionales donde existe SDCE y sus valores máximos de las tasas de subsidencia estimadas sólo con técnicas InSAR]
Algunos de los efectos de la subsidencia son el agrietamiento y fracturas en muros y techos, rompimiento de tuberías, separación de elementos estructurales, así como afectaciones de suelo en carreteras y caminos; es un problema de riesgo geográfico latente con graves implicaciones sociales, económicas y ambientales.
Debido a ello, el fenómeno silencioso del hundimiento del terreno debe seguirse analizando con detenimiento y ser tomado en cuenta en el diseño de las políticas públicas de los diversos órdenes de gobierno con el propósito de disminuir las consecuencias potencialmente serias que tendría en la vida de las personas y en su patrimonio en el momento en que se llegaran a manifestar.
Autores
El doctor José Tuxpan Vargas es investigador Cátedras Conacyt adscrito a la División de Geociencias Aplicadas del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica ( IPICYT). Contacto: Jose.tuxpan@ipicyt.edu.mx
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