EVALUACIÓN DE LA FACTIBILIDAD CONSTRUCTIVA EN CIUDAD SANDINO. PINAR DEL RÍO.

Title: Evaluation of constructive feasibility in Sandino city. Pinar del Rio. Autor: Alexis Ordaz-Hernández Universidad “Hermanos Saíz Montes de Oca”, Martí 270 final, Pinar del Río, Cuba MsC. Geológicas. E-Mail: HTUalexisordaz@geo.upr.edu.cu Aceptado: septiembre 2010 Publicado: junio 2011 RESUMEN. La ciudad de Sandino, caracterizada por la frecuente ocurrencia de lluvias

intensas y destructivos huracanes, ha experimentado un incremento progresivo en

los últimos años de la edificación de obras civiles, lo cual exige la identificación de

zonas con condiciones naturales adecuadas y seguras para las construcciones.

Para evaluar la factibilidad constructiva, se tuvieron en cuenta criterios

geotécnicos y geomorfológicos. Se identificaron como principales eventos

generadores de riesgo las inundaciones y la erosión subterránea. A partir de la

zonación de las variables físicas antes mencionadas y su posterior superposición,

se revelaron tres categorías de factibilidad constructiva: baja, media y alta.

Palabras Clave: FACTIBILIDAD CONSTRUCTIVA; EROSIÓN SUBTERRÁNEA; INUNDACIONES; CIUDAD SANDINO.

ABSTRACT. Sandino city, characterized by the frequent occurrence of rains and destructive

hurricanes, has experienced a progressive increment of civil works in the last ten

years, demanding the identification of areas with appropriate and sure natural

conditions for constructions. In order to evaluate the constructive feasibility it has

been considered the geotechnic and the geomorphologic criteria. Inundations and

underground erosion were revealed as main risk elements. It was identified three

categories of constructive feasibility (high, medium and low).

Key Words: CONSTRUCTIVE FEASIBILITY; UNDERGROUND EROSION; INUNDATIONS; SANDINO CITY INTRODUCCIÓN. Ciudad Sandino cabecera del municipio de igual nombre, se encuentra situado en

la parte centro-occidental de la provincia de Pinar del Río, y distante unos 70 km

de la capital provincial, con la que está unida a través de la carretera

Panamericana. La investigación se desarrolla en un área de 5 km2 coincidente

con los límites de la ciudad.

En la última década la ciudad de Sandino ha sufrido el embate de huracanes e

intensas lluvias. A esto se une el inevitable crecimiento de la urbe; así como el

necesario mantenimiento y conservación de cada elemento antrópico que

conforma el casco urbano.

De lo anterior expuesto surge la necesidad de evaluar la factibilidad constructiva

de ciudad Sandino y dotar a los especialistas encargados con la planificación

urbana de una herramienta capaz de aglutinar las variables físicas (litología y

geomorfología) que intervienen en el comportamiento ingeniero geológico del área

objeto de estudio.

Para evitar que las nuevas obras sean afectadas por estos fenómenos se hace

necesaria la zonificación (o cartografiado) de los suelos como herramienta para

la planificación urbana.

Investigaciones en este sentido se vienen realizando (Guardado y Carmenate,

1996; Carmenate y Riverón, 1999; Guardado et al., 2000; Cabrera, 2002; León,

2002) logrando una evaluación cada vez mas integral de las condiciones ingeniero

geológicas de los territorios que sirvieron de punto de partida para el presente

trabajo.

MÉTODO Y MATERIALES. La metodología utilizada en esta investigación siguió las etapas propuestas por

Carmenate y Riverón (1999), la cual se describe a continuación:

Revelamiento preliminar. Se realizó una recopilación bibliográfica en el archivo

de la Empresa de Investigaciones Aplicadas, Establecimiento # 1 de Pinar del Río.

Se consultaron trece informes ingeniero-geológicos, en los que se analizan 41

perforaciones distribuidas en un área de cinco kilómetros cuadrados y de donde se

extrajeron las propiedades físico-mecánicas de los suelos y sus condiciones de

yacencia (tabla 1).

Investigación orientativa. Se identificaron los procesos geológicos e

hidrometeorológicos que constituyen factores de riesgo. Se realizó un

levantamiento de las principales afectaciones, en cualquier tipo de obra y se

definieron sus causas. Mediante itinerarios y consultas a los habitantes se

establecieron las cotas de inundación para la ciudad.

Trabajo de Gabinete. Se analizan y procesan los datos que permitieron

confeccionar los mapas ingeniero geológicos, de peligros y de factibilidad

constructiva. Mapas ingeniero geológicos

De acuerdo a la Norma Cubana 51-24 para la confección de mapas ingeniero

geológicos, se elaboraron 2 mapas ingeniero geológico auxiliares:

Mapa de aflorabilidad de la primera capa ingeniero geológico (I.G.). Se

obtiene mediante la interpolación de la primera capa I.G. del total de

perforaciones.

Mapa de yacencia de las arcillas inorgánicas (Cl). Representa a la

profundidad de 5.0 m la presencia o no, del estrato más favorable para la

cimentación.

Mapas de peligro Según los tipos de suelos presentes, su distribución y las características

geomorfológicas; se define la erosión subterránea y las inundaciones como los

principales peligros.

Mapa de peligro a la erosión subterránea. Se definen dos condiciones:

existencia de redes sanitarias en mal estado técnico en contacto con arenas

limosas (SM).

Mapa de peligro a las inundaciones. Se establecen las cotas de inundación,

de acuerdo a la observación de eventos meteorológicos de diferentes

magnitudes. La información se interpola sobre el levantamiento topográfico

1:2000 de la ciudad.

Mapa de factibilidad constructiva

El mapa de factibilidad constructiva se obtiene considerando los criterios

geotécnicos y geomorfológicos.

Criterio geotécnico Al analizar los parámetros geotécnicos que caracterizan la resistencia a la

deformación por sifonamiento (tabla 1), se recomienda como estrato de

cimentación a las arcillas (Cl), definiéndose como:

• Poco favorable, aquellos sectores donde las perforaciones no cortaron en ningún

momento la capa CL.

• Favorable, donde las perforaciones cortaron la capa Cl antes de los 5.0 m de

profundidad.

Criterio geomorfológico Considerando el peligro por inundaciones se define como:

• Poco favorable, intervalo comprendido entre 1.0 y 8.0 metros sobre el nivel

medio del mar, coincidiendo con los sectores donde se favorecen los fenómenos

de inundación y encharcamientos.

• Favorable, encierra todo el relieve con alturas superiores a los 8.0 m.

Los valores de ponderación utilizados para cada criterio y categoría de factibilidad

son:

Criterios de factibilidad Categoría de factibilidad Geotécnico Geomorfológico ( 50 %) (50 %) Favorable 50 50 Poco Favorable 25 25

RESULTADOS Y DISCUSIÓN. Clasificación de los suelos Atendiendo a la zona de interacción cimentación-subsuelo, la profundidad de

estudio no sobrepasa los 7.0 m. León (2002) define la existencia en el área de una

capa de arena fina que clasifica como arena limosa (SM), con un contenido de

gravas muy bajo, al menos en los primeros siete metros. Según la descripción de

las perforaciones, las arenas limosas afloran en la mayor parte del territorio con

espesores entre 0,3 y 5.0 metros, sobreyaciendo a las arcillas inorgánicas (Cl). En

perforaciones más profundas se identificaron espesores de arenas limosas que

sobrepasan los 12.0 m (figuras 1 y 2).

La tabla 1 recoge los parámetros físico-mecánicos que caracterizan los suelos SM

y Cl al procesar 55 y 65 muestras respectivamente.

Zonificación de los procesos geológicos e hidrometeorológicos que pueden causar riesgo. Según Gonzáles et al. (2002) los procesos geodinámicos que afectan la superficie

terrestre dan lugar a movimientos del terreno de diferente magnitud y

características que pueden constituir riesgos geológicos al afectar de una forma

directa o indirecta, a las actividades humanas (tabla 2).

Procesos geológicos A través de los itinerarios realizados, se verificaron 18 viviendas con afectaciones

que indicaban la ocurrencia de la erosión subterránea como fenómeno geológico

más significativo (tabla 3). Los cimientos de la totalidad de las construcciones

descansan sobre las arenas limosas.

Los autores consideran la fuga de aguas albañales a través de las redes técnicas

como el factor desencadenante de la erosión subterránea. Este flujo remueve las

arenas limosas y al cesar, retorna, arrastrando consigo partículas de arena que

colmatan las tuberías, ocasionando así un reacomodo acelerado de las arenas. La

figura 3 representa, de forma esquemática, la dinámica del fenómeno y en la figura

4 se observa la zonificación del peligro de erosión subterránea de un caso de

estudio.

Procesos hidrometeorológicos Cómo proceso hidrometeorológico más relevante se identificó las inundaciones,

consecuencia directa de las intensas lluvias.

Según la clasificación morfoestructural del relieve cubano, realizada por Díaz et

al. (1986), el área objeto de estudio clasifica como llanura baja. Atendiendo a las

posibilidades de inundación, subdividen el área en tres subpisos:

1. De 2.5 a 4.0 m sobre el nivel medio del mar (nmm), altamente susceptible a la

ocurrencia de inundaciones en periodos de intensas lluvias, debido a las crecidas

del río Verde, el cual bordea la zona norte de la ciudad.

2. De 4.5 a 8.0 m, donde ocurren encharcamientos esporádicos.

3. De 8.5 y 14 m sobre el nmm, área idónea para la construcción, desde el punto

de vista altimétrico, donde no ocurren procesos de inundación (figura 5).

Análisis de factibilidad constructiva. Al ser agrupados dentro de un rango que mida la factibilidad, en función del tipo

geotécnico de suelo y la altimetría, se definen tres rangos según los valores

posibles de la sumatoria:

- Factibilidad alta: 100 %.

- Factibilidad media: 75 %.

- Factibilidad baja: 50 %.

La distribución espacial de estas unidades de terreno se aprecia en el mapa de

factibilidad constructiva (figura 6).

CONCLUSIONES.

El corte litológico generalizado de ciudad Sandino se caracteriza por la

presencia de arenas limosas (SM), con espesores entre 0.30 y 5.0 m,

sobreyaciendo a las arcillas (Cl). En algunos sectores las arenas limosas

pueden sobrepasar los 12.0 m de espesor.

Se identifican los fenómenos de erosión subterránea y las inundaciones

como procesos naturales importantes que representan riesgos para el área.

Teniendo en cuenta las características geotécnicas de los suelos y los

procesos geológicos y meteorológicos que pueden causar riesgo, se

definen 3 rangos de factibilidad constructiva: baja, media y alta.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

• Cabrera, B. J. (2002): “Introducción al Catastro Ingeniero-Geológico y

Geoambiental de la Provincia de Pinar del Río. Aplicando tecnología SIG”. Tesis

de doctorado, Universidad de Pinar del Río, Departamento de Geología.

• Carmenate, F. J. y Riverón, Z. A. (1999): “Zonificación de los fenómenos

geológicos que generan peligros y riesgos en la ciudad de Moa”. Minería y

Geología, Cuba, 16, 21-31, 1999.

• Díaz J.L., Portela H. A., Blanco P. Y Magaz A. (1986): “Los principios básicos de la

clasificación morfoestructural del relieve cubano y su aplicación en la región

Centro- Oriental de Cuba”. Academia de Ciencias de Cuba. Instituto de Geografía.

• González, V. L., Ferrer, M. y Oteo, C. (2002): “Ingeniería Geológica”. Pearson

Educación, Madrid, 608-619, 2002.

• Guardado, L. R. y Carmenate, F. J. (1996): “Evaluación ingeniero geológica de las

áreas con peligros y riesgos geoambientales de la Ciudad de Moa”. Minería y

Geología, Cuba, 13, 45-51,1996.

• Guardado, L. R., Kempena, A. y Martínez, V. A. (2000): “Cartografía y Evaluación

del Impacto Geoambiental a través de un sistema de información geográfica”.

Minería y Geología, Cuba, 17, 23-30, 2000.

• Lambe, T. W. y Whitman, R. V. (1979): “Soil mechanics”. Jhon Wiley& Sons. N. Y.

• León, R. J. (2002): “Estudio Geoambiental de Ciudad Sandino”. Tesis de maestría,

Universidad de Pinar del Río, Departamento de Geología.

FIGURAS Y TABLAS

Figura 1. Mapa de aflorabilidad de la primera capa ingeniero geológica. Obsérvese como afloran

las arenas limosas (SM) en casi la totalidad del territorio.

Figura 2. Mapa de yacencia de la capa Cl hasta los 5.0 m de profundidad.

Figura 3. Esquema donde se muestra las zonas con peligro a la erosión subterránea,

considerando las fugas de aguas a través de las redes técnicas en mal estado como el factor

disparador de la sufusión en el casco urbano de ciudad Sandino.

Figura 4. Muestra de la zonación de áreas con peligro a la erosión subterránea, asociadas a

untramo de la red técnica en mal estado donde están presentes las arenas limosas.

Figura 5. Mapa de peligro a las inundaciones.

Figura 6. Mapa de peligro a las inundaciones. B) Mapa de factibilidad constructiva atendiendo al criterio geotécnico y geomorfológico.

Tabla 1. Propiedades físico-mecánicas de los suelos de ciudad Sandino. Clasificación

Granulometría

Límites de Consistencia

Condiciones naturales

Cortante

G %

A %

L %

A %

LL %

LP %

IP %

LC %

W γBF Bkn/mPB

γBd B

3 kn/mPB

P

e S C KPa

φ (°)

Arena limosa de grano fino Suelo SM según el SUC

1 72.8 22.3 3.9 NP 11 16.8 15.1 0.78 38

Arcilla inorgánicas Suelo Cl según el SUCS

1 47 19 33 40 18 22 14 18 19.9 16.9 0.60 80 38 19

Tabla 2. Procesos geológicos y meteorológicos que pueden causar riesgos (Gonzáles et al., 2002). Procesos geodinámicos externos

Deslizamientos y desprendimientos. - Hundimientos y subsidencias. - Erosión. - Expansividad y colapsabilidad de suelos.

Procesos geodinámicos internos

Terremotos y Tsunamis. - Vulcanismo. - Diapirismo.

Procesos meteorológicos

Lluvias torrenciales y precipitaciones intensas. - Inundaciones y avenidas. - Procesos de arroyada. - Huracanes. - Tornados.

Tabla 3. Muestra de un grupo de edificaciones que presentan patologías y las posibles causas de su deterioro. No. de construcción es

Distancia a la redes sanitarias principales

Posible causa del deterioro

5 Menor que un metro

Sufusión provocada por la fuga de aguas albañales en la zona de relleno de la excavación.

6 De uno a diez metros

Reacomodo de las arenas provocado por la compactación natural del suelo al producirse el flujo de partículas hacia las redes.

7 Mayor que diez metros Pueden estar originadas por el flujo de partículas provocado por las perdidas de aguas albañales que se producen a través de las redes secundarias o a otro fenómeno que nada tiene que ver con la sufusión.