Cuarto Coloquio de Jóvenes Geotecnistas Primer Encuentro de Profesores Octubre de 2015 Obras de protección para evitar inundaciones en Misantla, Ver. Protection Works to prevent flooding in Misantla, Ver. Joel de Jesús TAPIA1, Sergio ZAMORA2. 1Estudiante 2 de ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Veracruzana. Profesor-Investigador de la Facultad de Ingeniería, Universidad Veracruzana szamora@uv.mx PALABRAS CLAVE. Inundación, Misantla, avenidas, obras de protección, Gaviones, Espigones, Bordos. 1 INTRODUCCION. El municipio de Misantla se encuentra en el estado de Veracruz. Es uno de los 212 municipios de la entidad y tiene su ubicación en la región montañosa de la zona centro del estado. Sus coordenadas son 19° 55′ 51.86″ Norte y 96° 51′ 06.09″ Oeste y está situado a una altura de 400 metros sobre el nivel del mar. Su clima es cálidohúmedo, con una temperatura de 22,7 °C. En los últimos años ha presentado serios problemas de inundaciones ocasionadas por fuertes precipitaciones producidas por fenómenos meteorológicos que han dejado pérdidas económicas, materiales y humanas. A la margen derecha de la ciudad se tiene el Rio Misantla, que tiene una longitud de 65 Kilómetros, y desemboca en el Golfo de México (Saavedra, 2014). La zona de estudio se encuentra ubicada entre la cuenca del rio Nautla y la del rio Actopan, está formada por varios ríos y arroyos que desembocan en el mar, el rio más importante es el rio Misantla que se origina con una serie de arroyos a 2,300 metros sobre el nivel del mar en las proximidades de la sierra de Chiconquiaco; pasa al oriente de Misantla y desemboca en el Golfo de México en la Barra de Palmas (ALNAP, 2008). Durante el mes de Octubre de 1995 se generó la depresión tropical “Roxanne” en el Golfo de México, que se obtuvo como resultado de la interacción de los remanentes de humedad y la incidencia de un frente frío en la región centro-norte del estado de Veracruz. Esta lluvia representa la máxima histórica registrada en dicha estación(González de Vallejo, 2002). El evento descrito provocó crecientes súbitas principalmente en los ríos Nautla y Misantla, generando graves inundaciones en la ciudad de Misantla. Los daños ocasionados a la población fueron cuantiosos, destruyendo casas, vías de comunicación y obras en general (Freeze y Cherry, 1979). Otro caso también fue el que se presentó con el frente frio Numero 45 del año 2011, el cual genero un incremento fuerte de nublados en gran parte del país, que en combinación con una “surada” moderada proveniente del golfo de México genero fuertes lluvias en los estados de Oaxaca, Puebla y Veracruz. La ciudad de Misantla presento una inundación que afecto las zonas aledañas al rio, además de afectar el Mercado Municipal y la zona del centro de la ciudad. Estas afecciones tuvieron repercusiones económicas en la población, aunque no se tiene la cifra exacta de que tan grande fue dicha afección (Saavedra,2014). Y el 16 de septiembre del 2013, la tormenta tropical “Ingrid”, generó en Misantla daños a las vías de comunicación, escuelas, viviendas y parques recreativos, con una pérdida económica de aproximadamente 30 millones de pesos además de requerir de la movilización del cuerpo de Protección Civil para evacuar a la población en general (Preene et al, 2000). Debido a estos sucesos se llegó a la conclusión de que era necesaria una obra de protección de las orillas del rio para solucionar esta problemática actual, de esta manera proporcionar un grado de seguridad a la población en general y ayudar a desarrollar los sectores productivos de la región, que a su vez, en forma de escalafón, impulsara de igual manera la economía del Estado de Veracruz. . En la presente investigación se realizan propuestas de obras de protección para evitar inundaciones hacia la zona urbana partiendo de SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. 2 Obras de protección para orillas del rio Misantla, Veracruz. diferentes estudios geotécnicos. hidrológicos, topográficos y se muestran en la figura 1 y las coordenadas UTM de cada sondeo en la tabla 1. En la figura 2 se muestra las actividades de exploración y muestreo. 2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La ocurrencia de crecientes en el verano producidos por los fenómenos meteorológicos que afectan la región es frecuente y al ingresar a la vertiente del rio provocan inundaciones generando pérdidas económicas, de recursos y humanas en la región. Partiendo de estudios topográficos, hidrológicos y principalmente geotécnicos se buscara proponer una obra de protección capaz de solucionar esta problemática que ha afectado a la población de Misantla durante años. Con todos estos datos se necesita de estudios del suelo y posteriormente un análisis y propuesta de obras que protejan las orillas del rio de una posible socavación, la cual genera falta de estabilidad en los taludes de las orillas del rio generando a su vez una mayor posibilidad de inundación, que ha incrementado a través de los años debido a los cada vez más constantes fenómenos meteorológicos. Figura 1: Ubicación de los sondeos de Exploración. Tabla 1: Coordenadas UTM de los PCA´s. PCA 1 722451.00 m E, 2198174.00 m N 2 722547.00 m E, 2198470.00 m N 3 722750.00 m E, 2198699.00 m N 3 DESARROLLO DEL PROBLEMA 3.1 JUSTIFICACIÓN El motivo de esta investigación es proponer soluciones a los problemas de inundación a la población de la ciudad Misantla, Veracruz, generando propuestas de obras de protección de los ríos y seleccionando las más adecuadas a construir, para desarrollar los sectores productivos de la región, evitando pérdidas ocasionadas por las inundaciones. Además de generar el grado de seguridad en la población anteriormente mencionado. Por estos motivos se considera la obra de protección de alta viabilidad y la investigación como una aportación al estado de Veracruz y a miles de familias veracruzanas. 4. RESULTADOS Se realizó la exploración en campo correspondiente para poder determinar las propiedades y características del suelo y de ahí partir a la selección de las obras de protección más convenientes a utilizar en la zona. Se excavaron tres pozos a cielo abierto con las dimensiones que permitieron realizar el muestreo adecuado de los estratos. La ubicación de los pozos de exploración Coordenadas UTM Figura 2: Excavación de los Pozos a cielo abierto. Una vez realizado la exploración y muestreo, se realizaron las pruebas y estudios correspondientes, obteniéndose los resultados que se muestran en la tabla 2; en la mayoría de los casos corresponden a materiales productos del arrastre de corrientes (azolves) compuestos por boleos, gravas y arenas con poco fino clasificados como GP, GP-GM Y GM. SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. TAPIA J. Et. Al. Tabla 2 Resultados obtenidos. PCA 1 Profundidad SUCS 0.00 a 0.80 GM 0.80 a 1.70 GP-GM 1.70 a 3.00 GP 0.00 a 1.30 GP 1.30 a 3.00 GP 0.00 a 1.30 GP 1.30 a 3.00 GP 2 3 Descripción Azolves mezclados con Gravas, arenas y poco fino Azolve von gravas y arenas Boleos de compacidad densa Azolve von gravas y arenas Boleos de compacidad densa Azolve von gravas y arenas Boleos de compacidad densa En función de los resultados obtenidos de las observaciones y exploraciones de campo, ensayes de laboratorio y análisis se presentan dos propuestas para la construcción de obras de protección en el cauce: Alternativa 1 (Figura 3) la compone la conformación del bordo de protección y espigones; Para la Alternativa 2 se propone construcción de un bordo de protección construido de material de banco y de sitio con recubrimiento marginal a base de cimbra textil y un tapete anti socavación rellenas de mortero (Figura 4). Conforme al tipo de suelo y encontrado procedimos a realizar el cálculo de estabilidad de taludes realizadas con el programa GEO5, el cual, con las variables de peso volumétrico (ϒm), Cohesión (c) y el Ángulo de Fricción Interna definidas en los estudios de laboratorio determinamos que las alternativas propuestas a continuación superan el factor de seguridad marcadas en las normativas de 1.5, catalogando como optimas las obras seleccionada. 4.1 ALTERNATIVA 1. Conformación de bordo de protección y espigones (Figura 3) Como primer alternativa, se propone como la conformación del bordo con material de relleno producto de excavación y de banco en mezcla de boleos, gravas, arenas y finos que también se encuentran en el cauce a profundidades variables; En la margen de derecha el talud del bordo será protegido con enrocamiento empleando fragmentos 3 o boleos de roca hasta de 70 cm. Al pie del talud se realizará una excavación de trinchera para anclaje del enrocamiento, Como complemento a esta alternativa se proponer espigones formado con gaviones, en la cimentación del espigón se colocará una platea formada de gaviones. Formación del bordo con material producto de excavación. 4.00 Enrocamiento de 0.70 cms. De diámetro promedio para protección. Excavación de trinchera para el anclaje de enrocamiento. ELEV. T.N. Terreno Natural Figura 3: bordo con material de relleno y gaviones 4.2 ALTERNATIVA 2. Bordo de protección construido con material producto de excavación con recubrimiento marginal y tapete anti socavación a base de cimbra textil rellenas de mortero (Figura 4). La segunda alternativa comprende la construcción de bordo de protección de material productos de excavaciones y de banco. En el talud del margen del cauce tendrá un recubrimiento marginal a base de cimbra textil y un tapete anti socavación rellenas de mortero. Formación del bordo con material producto de la excavación. 4.00 Recubrimiento marginal a base de bolsa de cimbra. ELEV. T.N. Terreno Natural Tapete anti socavación a base de cimbra textil a base e mortero Figura 4: Bordo de protección construido con material producto de excavación. SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. 4 Obras de protección para orillas del rio Misantla, Veracruz. 5. CONCLUSIONES La ciudad de Misantla es una de las ciudades con mayores problemas de inundación del estado de Veracruz debido al Rio Misantla en su margen derecha de la ciudad que es de respuesta rápida, se precisa llevar a cabo la propuesta y análisis de obras de protección con la finalidad de aumentar la seguridad de los habitantes de la ciudad por lo tanto es necesario realizar los estudios topográficos, hidrológicos y geotécnicos correspondientes. En la zona de análisis, se encontraron materiales de boleos de hasta 1 metro de diámetro los cuales consideramos óptimos para utilizarlos como materiales para la construccion de las alternativas propuestas en la presente investigación, lo que mejora la relación costo-beneficio de dichas obras. Se considera muy importante seguir realizando estudios periódicos en el rio con el fin de optimizar las propuestas y mejorar las alternativas de obras con fin de incrementar el grado de seguridad de la zona. REFERENCIAS Freeze, R. A. y Cherry, J. A. (1979). Groundwater, Prentice Hall. González de Vallejo, L. I. (coord.), (2002). Ingeniería Geológica, Prentice Hall. Preene, M.; Roberts, T., Powrie, W. y Dyer, M. (2000), Groundwater Control, CIRIA. Saavedra Fernando, (2014), Vulnerabilidad de la población frente a inundaciones e inestabilidad de las laderas, Las cuencas hidrográficas de México. ALNAP (2008), Flood Disasters: learning from previous relief and recovery operations. ALNAP/Provation Consortium, Londres. SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.