Evaluación de patologías y desempeño estructural en viviendas efectadas por el fenómeno de subsidencia en la localidad de Jocotepec, Jalisco, México

Abstract

RESÚMEN El agua es un recurso natural básico, de una importancia muy alta en el impacto a futuro en la sustentabilidad de las naciones, y que se utiliza en diversas actividades del desarrollo económico de las localidades, por lo tanto es necesario conocer a detalle un poco de la problemática ambiental, antrópica y económica que se ha derivado a consecuencia de su uso inmoderado. En Jocotepec, Jalisco, México, se está presentando una explotación indiscriminada del recurso hídrico para usos domésticos, agropecuarios e industriales, desde niveles profundos o someros del suelo, provocando una aceleración en la consolidación y compactación de los estratos, y que manifiestan a nivel superficial una deformación vertical o subsidencia que está generando daños en las edificaciones, en la infraestructura vial y en el equipamiento urbano. Los daños detectados actualmente se muestran como discontinuidades del suelo, tales como fallas, escarpes o fisuras, así también como daños en las edificaciones que se encuentran dentro y al margen de la zona de subsidencia, que van desde ligeros en algunos elementos estructurales, hasta severos en los que ha habido la necesidad de demoler parcial o totalmente las construcciones, debido a la alta vulnerabilidad estructural que manifiestan. Algunos de los principales elementos de soporte de edificaciones, tales como muros o columnas, están incursionando en rangos de comportamiento plástico con una notoria pérdida en resistencia, y mostrando daños muy fuertes en su integridad estructural. Aunado a lo anterior, existe una gran vulnerabilidad ante sismos que ocurren en la zona, que aunque han sido de baja magnitud presentan un riesgo potencial a la resistencia de las casas; además para el total de la población, ha sido evidente que aunque se han reparado las vialidades dañadas y algunas de las edificaciones, el problema está latente, lo cual afecta las formas de vida de sus habitantes. Por lo descrito anteriormente, en este trabajo fue necesario identificar y estudiar primero la fenomenología que está ocurriendo en la localidad de Jocotepec respecto al uso y extracción del agua, se evaluaron las deformaciones del suelo en la zona urbana, se identificaron las zonas de daño más significativas tanto en vialidades como en edificaciones, y posteriormente se calificaron los daños estructurales en algunas viviendas 12 afectadas, desde un enfoque subjetivo al identificar las patologías de daños, con una metodología que evalúa a detalle el nivel de daño de cada elemento estructural, y que nos permite concluir sobre la condición estructural de cada edificación. Para obtener una perspectiva más precisa de la resistencia, del comportamiento y del nivel de daño de cada edificación, se propuso una metodología de análisis estructural que permite evaluar por desempeño a las viviendas afectadas por fenómenos de subsidencia, denominándola como “Análisis Pull-down”, para posteriormente cotejar los resultados obtenidos con la evaluación de la progresión de daños de una edificación seleccionada con daños de este tipo, y que fue ubicada sobre uno de los escarpes más grandes generados por la subsidencia en Jocotepec. Se evaluó tanto el comportamiento local de cada elemento estructural, así como el comportamiento global de toda la estructura, llegando a la conclusión de validar la aplicación de la metodología de análisis propuesta. Debido a que los daños observados en las edificaciones y en las vialidades solo son una muestra de la gran problemática que se vive en la localidad, y que probablemente ha empezado a detonar otros problemas al resto de la población, en este trabajo se incluyen una serie de afectaciones económicas, sociales, políticas y ecológicas que vale la pena conocer y tomar en cuenta, para minimizar los impactos negativos del “progreso”, por lo tanto también se presentan algunas prospectivas que pueden ayudar a mitigar dichas consecuencias.

Water is a basic natural resource, very important to the future impact on the sustainability of the nations, and is used in various economic development activities of the regions. Therefore, it is necessary to know in detail some of the environmental, anthropic and economic problems resulting from the excessive use of this resource, including that from aquifers systems. Jocotepec, Jalisco, Mexico, represents a case of excessive 13 exploitation of ground water for domestic, agricultural and industrial uses, from deep or shallow aquifer levels, causing an acceleration in the consolidation and compaction of the silty-clayey layers, and displaying vertical deformation or subsidence that is causing damage to buildings, roads and urban facilities. Damage is currently detected as soil discontinuities such as faults, scarps or cracks, as well as damage to buildings that are within and outside the area of subsidence, ranging from minor in some structural elements, to severe where there has been the need to partially or completely demolish buildings, due to the high manifested structural vulnerability. Some of the main supporting elements of buildings, such as walls or columns, are reaching ranges of plastic behavior with a noticeable loss in strength, and showing severe damage to its structural integrity. In addition to this, there is high vulnerability to earthquakes occurring in the area, even though they generally occur in low magnitude present potential risk to the strength of the bulidings in particular those already affected by subsidence. Although damages in some of the constructions have been repairing , the problem is latent and affects the ways of life of its inhabitants. As described above, in this work was first necessary to identify and study the occurring phenomenology in the town of Jocotepec regarding the extraction of ground water and surface deformation. Then, significative damages in both roads and buildings were identified, and finally, the structural damage to some affected buildings was evaluated by identifying pathologies of damage, with a methodology that subjectively evaluates the damage level of each structural element, and allows to obtain a conclusion about the approximated structural condition of every building. For a more accurate perspective of resistance, behavior and the level of damage of each building, a structural analysis methodology called “Pull-down analysis was implemented to further complement the evaluation of the damage progress of a selected affected building. This method is based on evaluating the structural performance of buildings affected by the subsidence, and applied on one of the most affected buildings. The local behavior of each structural element as well as the overall performance of the whole structure, allowed to validate the application of this proposed analytical methodology. 14 Because the damage seen in the buildings and roads is just a sample of the critical problem affecting the locality, which can potentially trigger widespread damage in the rest of the population, in this investigation are included a number of economic, social, political and ecological effects that are worth knowing and take into account, in order to minimize the negative impact of "progress".