Mecanismos de fracturamiento de depósitos arcillosos en zonas urbanas. Caso de deformación diferencial en Chalco, Estado de México

Resumen

El fracturamiento de
los depósitos arcillosos que rellenan las cuencas lacustres sobre
las que se han desarrollado zonas urbanas se ha convertido en un
problema que afecta a varias ciudades del centro de México. Los
estudios realizados revelan la coexistencia de varios factores que
determinan las características de diversos tipos de fracturamiento a
diferentes escalas. Como factores principales, en este trabajo se
analiza: la variación en la compresibilidad de los sedimentos que
ocasiona deformaciones diferenciales y la extracción del agua
subterránea que subyace a las secuencias lacustres y provoca la
disminución de la presión de poro. La compresibilidad depende de la
consolidación, que en mecánica de suelos se refiere a la expulsión
de agua intersticial, y tiene como consecuencia la disminución de
volumen y la subsidencia del terreno. Aún cuando la mayor reducción
volumétrica se da en el sentido vertical, la consolidación de los
materiales limo-arcillosos genera esfuerzos de tensión tanto
verticales como horizontales. Considerando este fenómeno como
determinante para la generación de fracturas, se llevó a cabo un
análisis de las condiciones de deformación de una secuencia
limoarcillosa integrando sus características estratigráficas y
mecánicas. Se hace particular énfasis en la heterogeneidad
mineralógica del material arcilloso para mostrar que ésta se puede
traducir en variaciones de compresibilidad y generar fracturamiento
por deformación diferencial. Como caso de estudio se presenta un
análisis de propiedades geológicas y mecánicas de la secuencia
lacustre de Chalco, para relacionar las diferencias de
compresibilidad de los materiales con sus condiciones de formación.
La historia paleoambiental determina el grado y tipo de
cristalización de las diferentes fases minerales arcillosas, la
granulometría y su historia de cargas litostáticas. En este trabajo
se demuestra que el fracturamiento en depósitos fluvio-lacustres no
es un fenómeno aleatorio, sino que depende de las propiedades
geológicas de los materiales. Consideramos que el análisis de los
parámetros que determinan la generación de fracturas debe llevar a
la evaluación precisa de su propagación y del peligro que implica
para la infraestructura urbana.