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Introducción Los suelos, junto con las rocas y el agua, son los recursos naturales más utilizados desde que el hombre apareció en la tierra. Los suelos han sido utilizados con fines curativos, en la alfarería y, desde luego, para desplantar las estructuras construidas por el hombre. Las carreteras, aeropistas, vías de ferrocarril, escolleras y túneles, entre otras estructuras, están en contacto directo con los suelos. Debido a lo anterior, el presente artículo muestra de manera general, la caracterización de los suelos del valle y zona metropolitana de Querétaro y la metodología que se siguió para la generación de la carta de suelos respectiva. En el documento in extenso puede encontrarse mayor detalle sobre la metodología desarrollada para identificar suelos difíciles de caracterizar, desde el punto de vista ingenieril, a lo largo de la red carretera y vías de ferrocarril, empleando como control espacial los sistemas de información geográfica. La exploración y muestreo se dividió en dos partes. La primera corresponde a la toma de muestras en puntos esparcidos en las zonas Geotécnica Alta o Rocosa y la de Ladera. La segunda parte corresponde al muestreo en las zonas Geotécnica del Valle o ex Lago y la de Acarreos. Mediante el muestreo de los sitios de interés y el control espacial, es posible prevenir al constructor de zonas de alto riesgo, así como programar trabajos de conservación de los tramos que necesitan atención especial. 1. Geología general del Valle de Querétaro El Valle de Querétaro corresponde a una fosa de forma cuadrangular alineada NNW-SSE, que está situada en el límite oriente de la Subprovincia Fisiográfica de la Depresión del Bajío y se relaciona al Fracturamiento San Miguel de Allende-Taxco, Ramal Querétaro. Columna Estratigráfica A continuación se hace una breve descripción de las columnas geológicas, solamente de las que afloran, desde la más antigua a la más joven. Unidad San Pedrito (Tibsp); son andesitas y basaltos que constituyen el basamento geológico y geohidrológico. Los basaltos contienen gran cantidad de zeolitas y olivino. Unidad Mompaní (Titm); está formada por tobas arcillosas, arenosas y vítreas. Afloran al norte, oriente y poniente del Valle de Querétaro y constituyen la formación acuífera actual. Unidad Menchaca (Tmbm); corresponde a una lava intermedia intensamente fracturada en la superficie. Conforme se interna a la masa del estrato; las fracturas y juntas disminuyen. Presenta precipitaciones de soluciones hidrotermales. Unidad Cuesta China (Tstcch); son tobas de caída libre, depositadas en un ambiente acuoso. También se llegan a encontrar estratos delgados de una toba vítrea. Constituyó la formación del acuífero libre hoy extinto y afloran al sur, oriente y noroeste del valle. Unidad Hércules (Tsth); son ignimbritas riolíticas y solamente afloran en las microfosas de La Cañada y Pathé. Unidad Cimatario (TQbc); son andesitas basálticas producto de la eyección del Volcán Cimatario, su espesor promedio es de 6 metros. Depósitos del tipo lacustre (Qla) y fluviales (Qfl); se encuentran en la planicie, zonas de inundación y arroyos. 2. Geomorfología La morfología (forma y características) de la superficie del terreno de una región dada, es el producto de la actividad de las fuerzas internas del campo gravimétrico y de la acción que ejercen el agua, el aire y el hielo sobre las rocas, ya que las someten a cambios constantes. Características geomorfológicas principales El Valle y la Zona Metropolitana del estado de Querétaro tienen un origen tectónico y han dado lugar a geoformas tales como mesetas, laderas, planicies, zonas de retroceso y rejuvenecimiento. Mesetas El estilo tectónico de las formas elevadas que circundan el Valle de Querétaro separa bloques por fallas normales. Las líneas de falla poseen formas geométricas bien definidas, en este caso “rectilíneas”, tal y como se aprecia en la Figura 1. Los bloques en su parte superior presentan “mesetas”, en las que se generan suelos residuales que pueden ser granulares gruesos si la roca madre es una lava o arcillo limosos en el caso de una toba. Pendientes Toda porción de superficie presenta un declive, no existe la pendiente nula, ni siquiera en un lago colmatado. Retrocesos En los relieves pronunciados los ríos se hunden en él y como éste trabaja sobre las vertientes, el relieve se convierte en insignificante. Tal es el caso del “estadio” que aparece en la parte central norte del Valle de Querétaro, por arriba de San Pedro Mártir.
Figura 1 Mapa Geológico del Valle de Querétaro Fluviales En la zona de la “Microfosa Menchaca” aparecen una gran cantidad de cantos redondeados, con su eje mayor alineado en la dirección del flujo. De acuerdo a la energía del transporte y periodos de calma, se encuentran limos y arcillas. 3. Los suelos del Valle y Zona Metropolitana de Querétaro. Algunas características mecánicas y clasificación Para hacer la carta de suelos se realizó una intensa actividad de campo, acordándose con diversas empresas dedicadas a la mecánica de suelos en la ciudad de Santiago de Querétaro y con los integrantes del área de Geotecnia Ambiental del Instituto Mexicano del Transporte, que cada vez que se realizara un pozo a cielo abierto, sondeo de penetración estándar, trinchera o cualquier excavación, se acudiera al sitio para realizar la toma de coordenadas geográficas (mediante GPS), el perfil estratigráfico, la medición de los espesores y el muestreo en los sitios que lo permitieran. Sectores de Mesetas Como se observa en el mapa geológico de la Figura 1, con excepción del Volcán del Cimatario, las partes altas corresponden a mesetas que de manera indistinta están constituidas de lavas, tobas o depósitos fluviales. Estos dieron origen a los distintos tipos de suelos residuales. Sectores de Laderas El origen tectónico del valle permitió la formación de las zonas de laderas o taludes, en los cuales, debido a la roca madre del lugar, dio origen a diferentes tipos de suelos. Sector del Valle o Peniplana La “Fosa Querétaro” se rellenó de manera indistinta con una gran cantidad de materiales granulares, tobas y lavas. De acuerdo a la ubicación, dentro del mismo, se pueden encontrar suelos transportados o promontorios de lavas producto de la acción de cuerpos de intrusión, tal y como sucede en los cerros de La Cruz, de las Campanas, Tepetate, San Gregorio, Gordo, etc. Zonas de los Arroyos En todas las Microfosas tales como: Cuesta China, Tángano, Pathé, Menchaca, Bolaños, etc., se han desarrollado arroyos y ríos, los cuales van erosionando las rocas que los limitan y producen diferentes tipos de depósitos. Uno de los arroyos al noroeste del valle, cercano al poblado de Tlacote, formó su cauce en materiales suaves hasta que llegó a la masa de roca del basalto antiguo. Zonas con suelos especiales Al norte del Valle se muestreó un suelo residual, producido por una roca de precipitación química, el cuál corresponde básicamente a una sal de diez centímetros de espesor que se encuentra en estado masivo y tiene una extensión importante. 4. Metodología para la Carta de Suelos del Valle de Querétaro desde el punto de vista de la Ingeniería Civil. Control espacial mediante los sistemas de Información Geográfica Con la experiencia adquirida en el mapeo de suelos, rocas, estructuras, el uso del GPS y la aplicación de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), se desarrolló la metodología para la realización de cartas que muestren rasgos de interés y medidas cuantitativas de alguna propiedad física y química. La metodología consiste en:
Selección de los sitios de muestreo Según el detalle requerido, ya sea para un predio de varias hectáreas, un valle, una zona metropolitana, una carretera, un campo de pozos de petróleo o agua, una vía de ferrocarril, una cordillera, etc., se seleccionan los sitios de interés para muestrear los suelos, agua, rocas, estructuras, etc. Medición de las coordenadas geográficas En cada sitio seleccionado se miden, mediante los aparatos de posicionamiento global satelital (GPS), las coordenadas geográficas en grados (°), minutos (‘) y segundos (“); las cuales son transformadas a la Proyección Universal Transversa de Mercartor para ser trabajadas fácilmente en un plano. Toma de Muestras Los datos tomados corresponden al número de estratos en el corte, sus espesores, breve descripción geológica, tipo de ambiente, color, tamaño de grano y extensión aproximada. Análisis Físicos y Químicos Las muestras recolectadas en campo fueron reclasificadas en el laboratorio para poder determinar las pruebas de laboratorio a realizar. A los materiales gruesos se les practicó el ensaye de granulometría, mientras que a los finos se les determinaron los límites de consistencia. Atributos de los sitios de interés De las muestras de interés, a diferentes profundidades, fueron obtenidas sus propiedades índice, estructuras y lineamientos geológicos; y en las zonas de los rellenos antropogénicos fueron realizados sondeos sísmicos de refracción. Construcción de Mapas mediante los Sistemas de Información Geográfica (SIG) Con la integración de la información, estableciendo límites, correlacionando las propiedades índice y geofísicas, analizando las fotografías aéreas, etc.; se elaboró la “Carta de Suelos del Valle de Querétaro” que se muestra en la Figura 2. a) Suelos residuales partes altas (Ira) b) Suelos residuales en las laderas (IrI) c) Suelos del tipo Coluvión (IrCo) d) Suelos en la Zona Peniplana (Iipp) e) Suelos del tipo Fluvial en Ladera (IIIl Iad) f) Suelos del tipo Fluvial en Arroyos (III ary) g) Suelos del tipo Aluvial y Lacustre (IV) h) Suelos del tipo Antropogénico (V)
Figura 2 Mapa de Suelos del Valle y Zona Metropolitana de Querétaro Conclusiones De acuerdo a las actividades realizadas para establecer la metodología de la caracterización de suelos, mediante los sistemas de información geográfica, se concluye lo siguiente: Respecto a la aplicación del GPS y los SIG:
Respecto a los suelos del Valle y Zona Metropolitana de Querétaro:
§ El espesor de suelos residuales en las laderas y partes altas es de medio metro en promedio, el coluvión varía entre uno y diez metros; los fluviales en arroyos alcanzan los 3 metros; los fluviales en laderas llegan a ser hasta de 20 metros y los rellenos antropogénicos se calculan en promedio de 30 metros. Alfonso ALVAREZ–MANILLA * Síntesis del documento: ALVAREZ-MANILLA, Alfonso; Guadalupe E. MARTÍNEZ; Alfonso PÉREZ y Juan C. VÁZQUEZ, “Caracterización de suelos y control espacial por medio de los sistemas de información geográfica; caso Valle de Querétaro”, Publicación Técnica No. 203, Instituto Mexicano del Transporte, Sanfandila, Qro., 2002.
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