Notas
 
Instituto Mexicano del Transporte
Publicación mensual de divulgación externa

NOTAS núm. 71, mayo 2003, artículo 2
Metodología para determinar la influencia de la extracción de agua subterránea en la infraestructura del transporte
 

* (Referencia)

 

En este artículo se describen los aspectos relevantes desarrollados en la Publicación Técnica No. 172, del mismo título, editada por el Instituto Mexicano del Transporte.

La infraestructura del transporte no ha sido ajena a los impactos generados por la sobreexplotación del agua subterránea, la extracción de algún otro tipo de fluido como el gas, hidrocarburos, vapor, o bien de algún sólido, como puede ser el carbón u otro mineral ya sea o no metálico.

En los suburbios de Houston y Dallas en el Estado de Texas, la extracción de gas y petróleo ha generado el hundimiento tanto de la ciudad como de la pista de aterrizaje en el aeropuerto, así como la presencia de grietas y fallas que ocasionan fuertes erogaciones en mantenimiento y conservación a toda la infraestructura.

Un caso muy peculiar es el de un pequeño valle intermontano en Tejamaniles, Campo Geotérmico de Los Azufres, estado de Michoacán,  en donde después de 6 años de extracción de vapor para generar electricidad, la subsidencia medida es de 16 centímetros.

Los casos más espectaculares se tienen en las zonas con una gran cantidad de habitantes y de gran producción agrícola, donde año con año crece el déficit en el almacenamiento del acuífero debido a la sobreexplotación.

Mediante la evaluación geohidrológica y el seguimiento del desarrollo de un sistema acuífero se puede especificar la relación que guarda el abatimiento del nivel  del agua (pérdida de la presión de poro) con el incremento del esfuerzo efectivo, y cómo tal proceso conduce a los geomateriales a un estado más denso por la pérdida de la sustentación hidráulica.

Las fases de la deformación por flujo hidrodinámico establecidas por Hunt E. R. en 1984 y completadas por Alvarez Manilla A. A. en 1996, son: Fase 1, Hundimiento por abatimiento del nivel del agua; Fase 2, Generación de grietas de tensión y Fase 3, Crecimiento de fallas de tensión.

Con las pruebas mecánicas de laboratorio, tanto para suelos como para rocas, se determinan los parámetros de  compresibilidad, módulos elásticos, ángulo de fricción interna, cohesión, pesos volumétricos, etc., los que son usados para el cálculo del hundimiento.

Juárez Badillo E., en 1985 definió las ecuaciones para su “Principio Natural de Proporcionalidad”, con las que de una manera sencilla se puede calcular el tiempo en que se llevará a cabo una determinada magnitud de hundimiento; Mientras que Alvarez Manilla A. A., en 1998 desarrolló la ecuación constitutiva que relaciona de manera directa al flujo hidrodinámico y la deformación y que junto con el algoritmo propuesto por King M. J., en 1984 se escribió el programa el cálculo de hundimiento debido a la sobreexplotación del acuífero en tres dimensiones para un medio estratificado.

Con objeto de que la Secretaría de Comunicaciones y Transportes disponga de elementos para preparar y programar el mantenimiento de la infraestructura para el transporte, en función de los daños ocasionados por la sobreexplotación de los acuíferos, se ha desarrollado esta “Metodología para determinar la influencia de la extracción de agua subterránea en la infraestructura del transporte”.

Cabe hacer notar que nunca habrá pérdida de vidas debido al fenómeno de subsidencia, pero los gastos generados para la reparación, reconstrucción, mantenimiento y conservación serán altos.

En lo que respecta al impacto generado en las pistas de aterrizaje en aeropuertos como el “Benito Juárez” en la Ciudad de México o el de “El Bajío” en León, Guanajuato, solamente se podrán tomar medidas de mitigación a través de la recarga artificial.

Actualmente en el Área de Geotecnia Ambiental de la Coordinación de Infraestructura del Instituto Mexicano del Transporte se llevan cabo los modelos numéricos para conocer la respuesta de los acuíferos, según sus características de permeabilidad ante los procesos de infiltración.

La metodología puede resumirse en: conocer la distribución de las Unidades Geológicas,  establecer la columna geológica, caracterizar cada estrato desde los puntos de vista hidráulico y mecánico, hacer el balance de agua subterránea, conocer el ritmo de abatimiento, implementar el modelo y desarrollar mapas de riesgo geotécnico potencial generado por la sobreexplotación de los acuíferos.

En la publicación a la que se refiere este artículo, se presentan algunos ejemplos prácticos como son el tercer anillo periférico de la Ciudad de Aguascalientes, Ags; el tramo Salamanca, Gto. de la vía de ferrocarril México-Guadalajara y las pistas  de aterrizaje y despegue de los aeropuertos internacionales de "El Bajío” en Guanajuato y “Benito Juárez” en la Ciudad de México.


* Síntesis del documento: ALVAREZ MANILLA ACEVES, Alfonso;.Paul GARNICA ANGUAS y Guadalupe E. Itandehui MARTÍNEZ PEÑA, “Metodología para determinar la influencia de la extracción de agua subterránea en la infraestructura del transporte”, Publicación Técnica No. 172, Instituto Mexicano del Transporte, Sanfandila, Qro., 2001.


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