Agrietamiento de arcillas lacustres

1. ALGO MAS SOBRE LA ISLA DE LOS PERROS, EL COLEGIO
NACIONAL Y EL AGRIETAMIENTO DE ARCILLAS LACUSTRES
Marcos MAZARÍ MENZER*
Miembro de El Colegio Nacional
INTRODUCCIÓN
Para tratar de entender el comportamiento durante sus distintas etapas
de construcción [1] de la estructura principal del Templo Mayor, TM,
desplantada sobre un subsuelo de características variables como fun­
ción de su contenido de agua, se adoptaron dos hipótesis de trabajo
con la información disponible hasta el momento.
Las hipótesis adoptadas, contrarias a la existencia de un islote natu­
ral donde se asentó el TM, fueron;
I. Se consideraron las características del sondeo Pe 143 como
representativas del perfil lacustre, anterior al estable­
cimiento de la capital azteca [2]
II. La edificación de las diversas etapas constructivas del TM y
del área urbana circundante se basó en una gran plataforma
artificial integrada por los aztecas, directamente sobre la for­
mación arcillosa sumamente compresible del lago de Tex-
coco (formación arcillosa superior, FAS) .
Desde el principio los materiales del TM fueron aprovechados por los
españoles para apoyo y refuerzo de las cimentaciones de sus propios
edificios al establecer la sede del virreinato en el mismo lugar que la
Gran Tenochtitlan. La irregularidad del hundimiento general de
la ciudad de México, acrecentado por la excesiva extracción de agua
en el presente siglo, ha puesto de manifiesto la presencia de una gran
plataforma azteca, y el efecto local que por consolidación produjeron
* Con la colaboración de los doctores. Jesús Alberro. Instituto de Ingeniería,
UNAM, y Enrique Santoyo T.G.C. Geotecnía.
313

2. los pesados templos prehispanieos, luego destruidos sólo por arriba del
nivel de piso por los conquistadores. El nivel freático era entonces casi
superficial.
Los grandes inmuebles virreinales, en presencia de los otrora re­
llenos artificiales, sufrieron movimientos diferenciales adicionales, que
con frecuencia los afecta. Entre éstos se encuentran el Palacio Nacional
[3], la Catedral [4], Santa Teresa la Antigua, el Palacio del Exarzobis­
pado, etc. cuya reparación implica costos considerables. ¿No es aquí
donde en verdad deja sentirse la venganza de Moctezuma?
Mientras no se suspenda, o por lo menos se reduzca considerable­
mente el bombeo del subsuelo (globaímente a menos de la mitad del
actual), ahora fuertemente incrementado en áreas lacustres periféricas
de la ciudad, los problemas debidos al bombeo no sólo persistirán, sino
que se agravarán; simplemente, en fechas recientes ya alcanzaron una
etapa crítica.
Ha podido reunirse alguna información de la región urbana conoci­
da como Centro Histórico de la ciudad, tanto de estudios previos,
como de trabajos recientes con motivo de las obras de reconstrucción
de la Catedral Metropolitana, y del Palacio Nacional, así como del trazo de
la línea 8 del Metro [5]; también se ha efectuado un estudio del sub­
suelo en el Colegio Nacional por un motivo similar. Se intenta dejar
instalada en éste una estación piezométrica de referencia permanente,
como estación monitora de presiones del Centro Histórico.
1. PERFIL GEOLÓGICO Y PROPIEDADES MECÁNICAS
Igual que en el estudio previo del TM, se escogió el sondeo Pcl 43
como la referencia representativa de las propiedades mecánicas del
subsuelo del lago antes de ser afectado por los mismos aztecas (fíg. 1),
y se convino en adoptar la estratigrafía y propiedades de compresibili­
dad tomadas de experimentos de consolidación estándar de arcillas
blandas de este sondeo en el laboratorio.
2. RELLENOS ARTIFICIALES EN EL CENTRO HISTÓRICO
Con base en la información proveniente tanto de sondeos efec­
tuados para distintos estudios de mecánica de suelos, como de perfiles
314

3. estratigráficos explorados por el procedimiento de cono eléctrico [5]
en el estudio de posibles líneas del metro, se ha podido establecer, con
apoyo en algo más de cuarenta perforaciones, una configuración
representativa de los espesores de limos arenosos que yacen sobre las
arcillas blandas de la fiírmación arcillosa superior.
Además se cuenta con nivelaciones que proporcionan indirecta­
mente datos referentes al mismo fenómeno, evidenciando la existencia
de un antiguo relleno.
2A) Información estratigráfica
Respecto a los espesores de rellenos artificiales con base en la estraü-
grafía en la región del Centro Histórico, se cuenta con:
a) Diez sondeos realizados por la SAHOP, lESA (Ingeniería Experi­
mental), y SI (Solum), en la vecindad del Zócalo, Palacio Nacional
y Catedral.
b) Siete perfdes de cono eléctrico próximos al perímetro de la
Catedral Metropolitana.
c) Veintidós perfiles de cono eléctrico en las líneas 20 de Noviembre-
Brasil, y 5 de Febrero-Argenüna para estudio de líneas del Metro.
d) Dos estudios; uno del Dr. L. Zeevaert en el Pasaje Catedral, y uno
más del subsuelo en El Colegio Nacional (Colinas de Buen, Dirac).
f) Un sondeo conünuo Pe 128-1 en el patio presidencial de Palacio
Nacional.
Con la información recopilada se ha intentado representar una con­
figuración razonable de posibles rellenos aztecas y españoles que se
manifiestan ahora como ligeras protuberancias en calles (fig. 2). Se
piensa que la línea de nivel correspondiente a los 12 m de espesor es
indicativa del gran relleno artificial prehispánico. Este nivel debió
haberse escogido bajo el criterio de disponer de una superficie para la
Gran Tenochtitían que se mantuviera alrededor de 5 m sobre las aguas
del nivel del lago de Texcoco como zona habitacional protegida contra
inundaciones anuales; inclusive, lo que se conoce como "Isla de los Pe­
rros" fue el lugar según algunos autores al que acudían estos animales
para no ahogarse ai subir el nivel de las aguas.
Es de creerse que al fundarse la capital azteca y al desarrollarse el
Templo Mayor, la ocupación urbana no fuera inicialmente sólo del
315

4. orden de una hectárea. Por el crecimiento dinámico de los antiguos
pobladores llegó a ocupar desde el principio alrededor de las 11 ha al
arribo de los españoles, y cabe preguntarse si no sería ésta la misma su­
perficie ocupada por conquistadores y pillis al inicio de la colonia [6].
Sabiendo ahora, y habiendo demostrado entonces que los aztecas
eran excelentes observadores y constructores, no es de extrañar que
hubieran aprendido que para elevar un metro una superficie construi-
ble por encima de los lodos naturales, y debido a su penetración, se
requería de otro metro de materiales que quedara sumergido por
debajo del nivel fi^eático.
Se calcula en unas 38 ha la extensión actual de rellenos artificiales
antiguos en esta zona de la ciudad, pudiéndose calificar a once de ellas
con el nombre "Isla de los Perros". Existe ligera evidencia de una vía de
conexión por tierra al NW de Tenochtitlan hacia Tlatelolco por las
calles del mercado de La Lagunilla. Resulta importante este hecho,
porque suena imposible haber transportado únicamente por canoa, el
volumen de materiales de la gran plataforma, del TM, y de sus otras edi­
ficaciones terreas. Tanto la exploración arqueológica, como los gran­
des desniveles que se han descubierto en la plaza de las Tres Culturas,
muestran que esa zona tuvo nivel comparable en importancia tanto
religioso como cultural y habitacional, al de la Gran Tenochtitlan.
Con base en una estimación rápida, resulta que el solo volumen de
la pirámide del TM [7] a la llegada de los españoles, era de unos
105 000 m^; 91 000 de ellos por encima del nivel de la ciudad. Al desa­
parecer la pirámide es de pensar que buena parte de ese volumen se
trasladó de acuerdo con las flechas de la fíg. 2, con objeto de incremen­
tar, a través del engruese de áreas de cimentación tanto para la
Catedral como para el Palacio Virreinal, ahora Palacio Nacional, ini-
cialmente ocupado por Cortés. En estos dos volúmenes, fácilmente se
emplearon alrededor de 75 000 m^ del propio TM, mostrándose ahora
como rellenos emergentes.
2B) Nivelaciones de placas azul-blanco (cotas 10.0 y 11.0) localizadas en miejos
edificios (Comisión de Fomento, 1877 y Comisión Hidrográfica y Obras de
Saneamiento, 1898-1905)
Al contar con registros ya seculares de nivelaciones, efectuados pri­
mero por la Dirección de Geografía y posteriormente por la Secretaría
316

5. de Recursos Hidráulicos [8], ha sido posible seguir la historia de los
hundimientos producidos en buena parte de la urbe. La configuración
de los desniveles registrados en el Centro Histórico, muestran de ma­
nera similar a la configuración del inciso anterior, un reflejo de los re­
llenos mencionados; es la h'nea de nivel de hundimiento menor de
6.8 m, la que puede identificarse con la "Isla de los Perros" (fig. 3),
comparable en forma y extensión con la de la figura precedente.
De acuerdo con esa figura, los hundimientos son crecientes y ma­
yores hacia las esquinas, alcanzando actualmente los 9 m, lo cual deno­
ta la presencia de arcillas menos preconsolidadas que las que yacen
bajo los rellenos artificiales. Los abafimientos del nivel fi-eático equi­
valen a sobrecargas efectivas en las arcillas.
3. INFLUENCIA DE RELLENOS ARTIHCIALES EN EL COMPORTAMIENTO
DE EDIFICIOS
Bastan breves, comentarios para dar una idea de los efectos nega­
tivos que en general los viejos rellenos artificiales inducen en estruc­
turas, sobre todo si en ellas se superponen deformaciones diferenciales
ocasionadas por el hundimiento de la cuenca; sin embargo se presenta
un ejemplo en el que la presencia de la gran plataforma bajo El Co­
legio Nacional, aunque con considerables deformaciones, ha atenuado
efectos mayores de inestabilidad en su estructura.
3A) Palaáo Nacional
Cuando en 1951 se recurrió al Dr. Nabor Carrillo para analizar la
causa de grietas en el suelo y en la estructura del Palacio Nacional,
comentó: "La impresión inmediata de los fenómenos mencionados fue
que no se trataba de una manifestación de las cargas propias del edifi­
cio, sino de la influencia de un mecanismo profundo, que en los últi­
mos años ha afectado a todos los rumbos de la ciudad" [3].
En efecto, en este caso la presencia de edificaciones aztecas aunadas
al hundimiento general del valle, son causantes de deterioros impor­
tantes en Palacio Nacional.
317

6. Desafortunadamente los rellenos artificiales no fueron uniformes
en toda la extensión donde se aplicaron, particularmente en la esquina
N-E del Zócalo, en el área comprendida entre Palacio Nacional y
Catedral; ahí los rellenos disminuyen su espesor en 4 m con respecto al
valor máximo de 12 m, de la Isla de los Perros.
Por su parte el Sagrario de Catedral y la esquina NW del Palacio
Nacional han sufrido y siguen sufriendo asentamientos de consi­
deración en sus estructuras. Al respecto, recientemente se vio la necesi­
dad de volver a intervenir en la corrección de defectos en la cimenta­
ción y la estructura de este último edificio.
Merece especial mención el efecto de deformación estructural que
el Templo de Tezcadipoca (azul) [9] ha ejercido sobre el edificio del
Exarzobispado; se puede apreciar con sólo atravesar la calle de Mone­
da, en el costado norte del Palacio Nacional.
SB) Santa Teresa la Antigua
La posible presencia del relleno de 12 m de espesor de la fig. 2, con
el consiguiente hundimiento delimitado por la línea 6.8 m de la fig. 3,
en el frente oeste de la iglesia de Santa Teresa la Antigua, ha sido un
factor determinante para que esta iglesia se asiente diferencialmente
hacia el este [1], con el considerable desplomo de su fachada, que ya
alcanza los 3.5 grados.
3C) Catedral Metropolitana
Silvio Zavala [10] al referirse a los elementos que hicieron posible
levantar "....un importante monumento construido a lo largo de tres
siglos...", reporta "(como Claudio Arciniega y todos los demás maestros
que han tenido a cargo la obra), que la debilidad de la tierra y los ci­
mientos no son firmes por estar fundada iglesia sobre agua".
De hecho, los problemas de deformación y estabilidad no han ter­
minado, al grado de que la historia de los innumerables problemas
enfrentados durante la construcción de la Catedral, abarca ya varios
siglos; es en este importante edificio, en el que la presencia tanto de
rellenos como de viejos monumentos aztecas se ha dejado sentir fuerte­
mente. Cabe señalar que debido al hundimiento general de la cuenca,
318

7. Si'nbclogio
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I I A'fia
m GíOvo
P'ocneitoJis Jíl lifieM QI iioboio
FfeiEtencooto umt'^ánéaWa —
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8. ELEVACIONES m.s.n.m
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Fig 6 DESPLOMOS DE COLUMNAS
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9. el altar de los Reyes, al fondo de la nave principal, ha quedado en alto.
Prosiguen los asentamientos diferenciales hacia los lados y frente sur
del edificio [4]; es claro que por tratarse de una estructura de gran
rigidez y tamaño los procedimientos de corrección y salvamento idea­
dos son costosos y delicados de realizar
La edificación azteca responsable de la mayor deformación diferen­
cial en este edificio de Catedral, resulta ser nada menor que uno de
los Templos de Texcatlipoca (blanco) Quetzalcóad [9].
Con la exploración del subsuelo mediante el cono eléctrico, la irre­
gularidad del subsuelo se volvió manifiesta (fig. 4), pues a partir de la
estratigrafía registrada por sondeos externos, pero cercanos al perí­
metro del edificio de Catedral, y procediendo como en el caso del TM y
con referencia al sondeo Pe 143, puede fácilmente estimarse el con­
tenido de agua medio de la FAS deformada debido a la sobrecarga
impuesta por los rellenos; se empleó la fórmula
Suponiendo que la pérdida de volumen ocurre bajo un proceso de
consolidación unidimensional.
En este caso se recurrió a los valores
^ 3 3 . 0 9 . 1 3
cuyos resultados se resumen en la tabla 1.
Mediante pruebas de consolidación estándar en laboratorio, se
determinaron compresibilidades en función de su contenido de agua,
mismas que se incluyeron en la tabla mencionada [1]. Debe señalarse
aun cuando las arcillas han tenido una pérdida del orden de 100% en
su contenido inicial de agua de 377%, siguen siendo muy deformables,
y que el coeficiente de compresibilidad volumétrica, m^„ en compara­
ción con el sondeo de referencia {0.186 cm''^/kg), ha disminuido a
319

10. Tabla 1
ESPESORES (EN METROS)
SONDEO
RA+C5
FAS
6
^
"".
SCE-7
11.0
24.2
8.8
265
0.088
SCE-2
12.0
24.2
8.8
265
0.088
SCE-1
15.3
23.2
9.8
253
0.077
SCE-6
12.0
24.8
8.1
273
0.095
SCE-5
10.8
23.6
9.4
258
0.081
SCE-3
13.7
24.8
8.2
273
0.095
SCE-4
17.0
21.8
11.6
230
0055
Referencia PÍ:143; W,=377% FAS=33W; m^=0.186 ctn/KA
RA+Cs^Relleno artificial.
Cs-Costra superficial.
FAS=Formación arcillosa superior.
5-Deformación por sobrecarga.
Wj,f-Contenido de agua medio inicial o final, en porcentaje.
Mv= Coeficiente de compresibilidad volumétrica, a^,/l+e.

11. la mitad (0.095 cmVkg); cuando se pierde el 150% en el contenido de
agua, la compresibilidad se reduce en un factor de tres (0.055 cm^/kg).
Debe hacerse alocusión a la parücipación de R. Meli en el coloquio
Centro Histórico, ayer, hoy y mañana, acerca del tratamiento estruc­
tural y métodos correctivos, principalmente observado en Catedral, y a
la de E. Santoyo en relación con el agrietamiento de arcillas [12].
4. COLEGIOS DE LA ENSEÑANZA
Aunque con considerables deformaciones, observables a simple
vista, el comportamiento físico aparente de este conjunto ha sido ra­
zonable. Debe tomarse en cuenta que la iglesia había sido construida
por lo menos medio siglo antes que el convento. Edificar sobre la Isla
de los Perros no significa siempre mayor deterioro estructura!, pues
ésta depende de los asentamientos diferenciales ante las distintas
condiciones de carga y geometría impuestas por las estructuras aztecas,
las coloniales y las virreinales.
Al no disponer de información con enfoque ingenieril acerca de
este edificio, y aprovechando la obra de renovación de la parte ahora
ocupada por El Colegio Nacional, conviene analizar con algún detalle
lo observado recientemente, pues aquí también se ha sentído la influ­
encia de viejas construcciones aztecas, pero en menor grado que si se
hubiera desplantado el convento directamente sobre formación lacus­
tre.
4A) Antecedentes
María Ignacia de Azlor y Echeverz, fue la principal promotora de los
colegios de la Enseñanza en México [11]. Rica heredera de donjoseph
de Azlor, entregó su riqueza por voto de pobreza al entrar de religiosa
en la compañía de la Enseñanza Antigua en la ciudad de Tudela,
Navarra. Ejerció desde su colegio en España (1744) una decidida
acción para crear los colegios de Nuestra Señora de la Enseñanza en la
Nueva España. Su objetivo era el de abrir espacios para la "educación
de doncellas de distinción.... dotando cada año una doncella, la más
pobre que hubiera... si quiere ser monja".
321

12. Inició en la capital virreinal la construcción de una iglesia ".... que
se hará lo más pulido que se pueda, para que aunque la aventajen
muchas en tamaño, ninguna la iguale en primor... dedicada a Nuestra
Señora del Pilar", la que íue inaugurada en 1778.
Después de lograr la anuencia del mismo Rey (1745) para la "fábri­
ca" del convento respectivo, y contando con un proyecto de Ignacio
Castera, la Real Audiencia de México opinó " no es necesaria la fun­
dación, en la Ciudad de México, del convento de religiosas de la Com­
pañía de María o la Enseñanza" (1752).
Intentó promover otros planteles como los de Puebla y Durango,
consiguiendo con dificultad establecer los colegios de la Enseñanza en
AguascaUentes (1794) e Irapuato (1805). La muerte de María Ignacia
Azlor y Echeverz en 1767, no le permitió ver terminada su acción en la
ciudad capital del virreinato.
Las colegialas del Real Colegio de Nuestra Señora de Guadalupe
solicitaron la erección del nuevo colegio convento de la Enseñanza
para Indias en 1806, lo que finalmente se logró hacia 1807; corres­
pondió a la madre María Dolores Patino ser la fundadora del colegio
de la Enseñanza Nueva. El plano de la fig. 5, de 1867, muestra la plan­
ta baja del exconvento de la Enseñanza, en la que se aprecia la magni­
tud del proyecto. Tanto este edificio de seis patios, como los de las
manzanas contiguas, también con patios, es de tres niveles. En este con­
junto quedó perfectamente integrada la iglesia de la Enseñanza,
ochavada como María Ignacia de Azlor lo pedía.
De manera similar, los inmuebles de la Secretaría de Educación
Pública al norte y al sur, y el de la Preparatoria al oriente, se diseñaron
estructuralmente con patios, tres plantas y de gruesas paredes.
Este tipo de construcción ha mostrado su efectividad ante la dis­
tribución de cargas, en las que los asentamientos de los conjuntos
sobre arcillas blandas, aunque considerables, resultan razonablemente
uniformes, preservando la geometría de sus estructuras. La lentitud de
las deformaciones por consolidación del suelo, también han permiti­
do en buena medida la deformación plástica de los muros de mam-
postería-tierra, sin presentar daños graves.
4B) El Colegio Nacional
Al fundarse El Colegio Nacional en 1943, se le asignó para el desa­
rrollo de sus actividades, las áreas correspondientes al patio NE (III)
322

13. del conjunto de la Enseñanza. Aproximadamente cinco años después
ocupó el Archivo de Notarías los patios contiguos (I y II) hacia el sur
del mismo conjunto. Allí permaneció alrededor de 40 años, tiempo
durante el cual, el peso de los archivos con 1126 ton, provocó asen­
tamientos paulatinos. La sobrecarga correspondiente en los cimientos
fue equivalente a 1.02 ton/m-. Bajo la presidencia del Lie. Miguel de la
Madrid e incluso por razones de seguridad para el importante acervo,
se asignó al Archivo de Notarías un nuevo edificio cercano a la Cámara
de Diputados. El Lie. de la Madrid consideró con buen juicio y a peti­
ción de sus miembros, que la zona deshalojada pasara a ser parte de El
Colegio Nacional, espacio útil para la extensión de sus actividades. Re­
cientemente se consiguieron fondos para renovar, bajo la vigilancia de
Monumentos Coloniales, la adaptación a fin de ocupar eficientemente
las áreas asignadas.
Con base en el proyecto del Arq. Teodoro González de León, tam­
bién miembro de El Colegio Nacional, con adaptaciones estructurales
de Colinas de Buen S.A. de C.V y la ejecución de la obra por ídem In­
geniería, S.A. de C.V., se proyecta que la renovación mencionada
quede terminada para septiembre dé 1994.
4B1. Arquitectura de la zona asignada
Pueden considerarse cuatro aspectos principales del proyecto del
Arq. González de León, que conserva además el carácter de monumen­
to colonial en el Centro Histórico:
a) Adaptación en el bloque sur de un auditorio de 30m de largo con
sección transversal de 10x10 m; se consiguió retirando muros y piso de
los niveles 1 y 2, en el sentido paralelo a la calle de Donceles.
b) Sustitución con domo transparente del techo que cubría la doble
escalera de Castera, localizada entre los patios I y II. El cambio de un
espacio lúgubre en zona muy bien iluminada es más que notable.
c) Desaparecer el exiguo y defectuoso auditorio original en la planta
baja, entre los patios II y III. Debe reconocerse, sin embargo, su utili­
dad en los 50 años de actividad de El Colegio Nacional; estas áreas
dañadas por el temblor del 85 se convertirán en andadores de unión
de las partes E y W del edificio. Una vez cubiertas con domos y pisos
transparentes, la sensación de amplitud, iluminación y continuidad
entre los patios II y III resultará novedosa y atractiva.
323

14. d) Se ha procurado mejorar y rescatar, en lo posible, elementos
estructurales que fueron sufriendo modificaciones a lo largo de dife­
rentes usos y actividades durante la vida del conjunto.
4B2. Comportamiento estructural
a) Nivelaciones
Se efectuaron nivelaciones de los tres niveles de El Colegio Nacional
referidas al banco (0.0) a nivel de piso en planta baja de la esquina SE
del conjunto con elevación m.s.n.m. en 1992. Las configuraciones de
los pisos 1 y 2 se muestran en la fig. 6; los asentamientos con ligeros
cambios son similares, como era de esperarse. En ambas los desniveles
medios hacia el W son superiores a un metro, sobre todo en la parte
media del conjunto. Es menor la inclinación y el asentamiento de la
frontera sur hacia la calle de Donceles, e intermedio el hundimiento
en la cara N del conjunto hacia González Obregón. Esto se ha repre­
sentado en la perspectiva isométrica de la fig. 7.
Mientras el asentamiento diferencial máximo es de 130 cm entre la
esquina SE y el punto F-2 del sistema de referencia del edificio, el eje
A sufre el menor asentamiento del conjunto, en particular el punto A-6.
Es relevante mencionar que a sólo unos 40 m al sur del punto A-6,
debe localizarse la esquina NW de la sexta etapa del TM a unos 9m de
profundidad y que ha quedado sin excavarse; también es alta la fron­
tera de puntos ABCD-1, en contacto con la iglesia de la Enseñanza,
construida como se mencionó, por lo menos medio siglo antes que el
convento, con tiempo suficiente para preconsolidar el subsuelo en casi
la mitad de la arista ocupada por El Colegio Nacional.
Debe destacarse aquí la presencia de considerables protuberancias
localizadas desde la calle de Argentina hasta el patio principal de la
Preparatoria, que sin duda influyeron en la tendencia del Colegio
Nacional a inclinarse hacia el W. Se trata nada menos que del Templo
de Tezcadipoca (negro) [9].
Durante los temblores de 1985, la zona de asentamientos diferen­
ciales fuertes de la crujía E- eje D, y que colinda con el perímetro de la
iglesia, sufrió los mayores daños. El agrietamiento en muros deforma­
dos lentamente, se hizo aparente ante una acción súbita, como fueron
los sismos del 85. Esta zona, de mayor afectación estructural, ha sido
324

15. aprovechada por el Arq. González de León para convertirla en los
pasos peatonales mencionados, con el mínimo de carga. Esta solución
da vida al conjunto, uniendo con excelente iluminación y continuidad
los patios II y III del conjunto.
b) Desplomos de columnas
Ha sido instructivo analizar el registro detallado del desplomo de
columnas en la estructura de los patios del convento. Se ha intentado
representar isométricamente (fig. 8) la información conjunta, tanto de
los desplomos individuales de columnas, como de los integrados en los
tres pisos y los tres patios de El Colegio Nacional. La excentricidad
mayor resulta de 19.4cm; varias de ellas exceden los valores aceptables.
En efecto para que la sección de la columna trabaje únicamente a com­
presión es necesario que la excentricidad del centro de giro no sobre­
pase l/4r para columnas circulares y l/3a para columnas cuadradas.
Los desplazamientos horizontales medios de los tres pisos a nivel de
azotea respecto del centro geométrico han sido de 20.0, 14.6 y 9.0 cm
en los patios I, II y III, respectivamente; esto en el supuesto de una
buena verticalidad inicial durante la construcción.
La solución aceptada ya desde hace tiempo, de tensores anclados en
columnas y empotradas en muros divisorios del edificio, atravesando
pasillos, ha mostrado ser altamente satisfactoria.
4B3. Asentamiento por el Archivo de Notarías y por el abatimiento
del nivelfreático
A primera vista se pensaba que la carga del Archivo de Notarías
había tenido una notable influencia en las deformaciones de la parte
del edificio ahora cedida al Colegio Nacional. Una rápida estimación
de los esfuerzos que afectan el manto compresible, entre los posibles
rellenos aztecas (12 m de espesor) y la capa dura (36 de profundidad)
con p=myApH, indican claramente que el asentamiento por esta sobre­
carga fue sólo del orden de los cinco centímetros e irregular en su
forma.
En cambio el abatimiento del nivel freático ocasionado por obras
recientes en la parte central del Centro Histórico se deja sentir de
325

16. :^
manera importante. En el TM se mantiene el nivel freático permanen­
temente a los 4.86 m; se observa una pequeña pero continua fuga en
el METRO (Zócalo-Bellas Artes); tampoco se ignora el comportamien­
to del colector a 20 m de profundidad desplazado ahora de Guatemala
a Cinco de Mayo-Moneda, y sobre todo las obras correctivas de la Cate­
dral Metropolitana.
Solamente por el abatimiento de 1.7m registrado en el Colegio
Nacional, se produce una sobrecarga uniforme capaz de inducir un
asentamiento de 41cm. Como se dijo, en Catedral se han registrado
abaümientos de 7m, que, de ser efectivos, deben producir asentamien­
tos considerables.
Tal parece que lo irregular de los asentamientos de el Colegio Na­
cional, se debe de hecho a la influencia de los restos históricos localiza­
dos en el subsuelo, pero por el razonable comportamiento del edificio,
no sejustifica ahondar en el estudio del subsuelo.
En cambio, la comisión del edificio de el Colegio Nacional reco­
mienda la instalación de una estación piezométiñca-monitora que pro­
porcione información de utilidad para el Centro Histórico.
5. Agrietamiento de arcillas lacustres
Preliminares: E. Santoyo en su participación sobre las características
y problemática del subsuelo en un coloquio reciente sobre el Centro
Histórico [12] se refirió muy acertadamente al agrietamiento que é!
ha observado, tanto superficial como profundo, en arcillas volcánicas.
Conviene abundar sobre este tema por su importancia.
5.1 Mecanismo de generación de grietas
El mecanismo de agrietamiento de la primera formación arcillosa
del subsuelo ha sido explicado analíticamente porJ. Alberro [13], para
tres caso 1) por evaporación y posterior encharcamiento del agua de
lluvia 2) por bombeo y 3) por exceso de presión de poro generado por
artesianismo o temblores en capas permeables interestratificadas con
arcillas relativamente impermeables. Se demuestra que en los tres casos
se generan esfuerzos normales horizontales efectivos de tensión que
propician la generación de grietas verticales en superficie y que se pro­
pagan a profundidad. La profundidad que pueden alcanzar tales grie-
326

17. Para C= 1.0 kg/cmí, w ^ l 45%
0.75
TEMPLO MAYOR
CATEDRAL
1
PALACIO NACIONAL
0.50
i 0.25
O)
o"
o
UJ
X
o
Ü
EL SUBSUELO DE LA CIUDAD
DE MÉXICO
Evolución lenta de propiedades
W VS c
Grupo 1 Sin carga en la superlicie
ni bombeo.
Grupo 2. Construcciones ligeras
Importantes pérdidas
de presión en acuíferos.
Grupo 3. Construcciones pesadas
Bombeo intenso y
profundo.
ZONA DEL LAGO
FORMACIÓN ARCILLOSA SUPERIOR
SUBCAPA 1
SUBCAPAII
SUBCAPA III
SUBCARAIV
Grupo 1
•
T
Á
♦
Grupo 2
0
V
A
0
Grupo 3
^
^
^
^
FORMACIÓN ARCILLOSA INFERIOR
FAl ■ D
nPromedio de 34 sondeos continuos {1946 -1955) NF = 2.33 m.
1 1 I I
— G = 60kg/cm2
G = 30 kg/cm2
:— G = 15kg/cm2
o
3
(ü
ü
C
•O
"ü
"■D
C
O
Ü
100 200
Fig. 9 RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE VS CONTENIDO
DE AGUA DE ARCILLAS DE LA CUENCA DE MÉXICO
300 400
CONTENIDO DE AGUA.w.( % }

18. tas sin cerrarse depende primordialmente de la cohesión de la arcilla.
En efecto y de acuerdo con los análisis de estabilidad de un talud vertí-
cal en un medio puramente cohesivo efectuados por [14] resulta que
la altura máxima "h" de la grieta abierta es
h = 3.57 c/y
siendo c la cohesión de la arcilla que conforma las paredes de la grieta
e y su peso volumétrico total.
El valor de la cohesión c de la arcilla de la formación arcillosa supe­
rior (FAS) depende primordialmente de su contenido de agua y, por
ende, del enjuntamiento 6 de la FAS.
Aunque la cohesión medida con veleta y corte directo difiere de la
resultante de una prueba de compresión simple (2) se considera que
esta última prueba es más representativa para el fenómeno descrito.
En la fig. 9 se presenta la relación cohesión versus contenido de
agua w con base en datos provenientes de 34 sondeos continuos y en­
sayes de compresión simple [15]. Los valores medios reportados
corresponden a las formaciones arcillosas superior e inferior (FAS y FAi).
En la tabla 2 se agrupan los datos provenientes de sondeos previos
útiles para el cálculo de la máxima altura de una grieta potencial
mediante la relación "cohesión versus contenido de agua".
A futuro el enjutamiento de la FAS, por efecto del bombeo, con su
consiguiente reducción del contenido de agua de la arcilla ocasionará
un incremento de cohesión y de la máxima altura de una grieta poten­
cial.
Tales grietas podrán entonces abarcar el espesor total de la FAS y
favorecer el flujo de contaminantes desde la superficie hasta la primera
capa dura [16]. Para calcular el tiempo de bombeo necesario en
Chalco-Xochimilco para que ocurra esta comunicación entre superfi­
cie y primera capa dura mediante grietas se recurre a las siguientes
hipótesis:
1. El bombeo de 27m^/s que se extrae actualmente de la zona se man­
tendrá constante a futuro.
2. El 80% del hundimiento observado corresponde al enjutamiento de
la formación arcillosa superior.
328

19. Tabla 2
ALTURA MÁXIMA DE UNA GRIETA POTENCIAL
Localizacion
Pe 143
fíef. UBalbuenaí
Pe 106
Texcoco
S-10 TIáhuac
bombas
Chalco-
Xochimilco
Año
1951
1950
1987
Prof.
capa
iml
37.0
39.7
31.0
Nivel
Freático
(m)
1.85
2.30
1.05
Hund.
local
actual
4.1
3.4
5.0
%
350
327
239
LP
84
91
Cohesión
C
KJcm^
0.27
0.21
0.42
h**
(m)
7.4
5.8
11.5
**Altura máxima de la grieta potencial en m, igual a 3.57c/y.

20. 3. La velocidad de hundimiento actual en la zona igual con 30
cm/año se mantendrá a futuro.
En esas condiciones y utilizando los datos iniciales de la tabla 2 co­
rrespondientes a la zona de Chalco - Xochimilco.
w-239%
ei= 6.5
Hi=31m
resulta de acuerdo con la expresión 1, que en el instante t en que el
asentamiento medido adicional respecto a las condiciones actuales será
5t y el contenido de agua de la arcilla será w^.
0 . 8 « . = H, ^ ( 1 - ^ ) = 3 l | ^ , 1 - ^ , =26.9 ( 1 - ^ )
En el instante t, el espesor residual de la FAS será
Hj-O.S 5^= 31 - 26.9 (1 - w/239)
y para establecer mediante una grieta vertical de altura h la comuni­
cación entre la superficie y la primera capa dura se requiere que:
h=Hi-0.85j
Pero de acuerdo con la expresión 2 y la figura 9
h= 3.57 c/y
Siendo
por lo que '
h=Hj-0.85,=3.57f(wj5)/y
Resulta numéricamente
31-26.9 (l-f(w,)/239)= 3.57f(wJ/y
330

21. Para w-150%, c= 7.6ton/m2 .^ .„ , j ; > J.
h=Hi-0.8 5t=21m
Esta situación se alcanza cuando el asentamiento adicional 5 es de
12.5 m. Tomando en cuenta la velocidad de hundimiento constante
supuesta de 30 cm/año, el tiempo requerido para que la formación
arcillosa superior se vea afectada en todo su espesor por una grieta ver­
tical es del orden de 42 años.
Este resultado subraya el riesgo de contaminación del acuífero en
un plazo relativamente corto y a raíz del bombeo. En la cercanía de los
canales de desagüe, de aguas negras y lagos de almacenamiento de
aguas sin tratar, el peligro es alto.
Debe subrayarse que si bien este proceso requiere de 42 años la ocu­
rrencia de la grieta que comunica la superficie del terreno con la
primera capa dura será instantánea, en cuanto se produzca el enchar-
camiento.
CONCLUSIONES
1) La ciudad de Tenochtidan con el establecimiento del TM, no pudo
ser iniciada sobre un islote natural; empezó asentándose y exten­
diéndose con la fabricación por los aztecas de una potente plata­
forma, que en su parte central alcanzó con el tiempo, espesores de
12 m y una extensión de 11 ha, a la llegada de los españoles. Tam­
bién sus pesados templos y construcciones habitación ales fueron edi­
ficándose apoyadas en la gran plataforma "Isla de los Perros".
2) El fuerte hundimiento general de la ciudad alcanzando ya los 9 m y
principalmente provocado durante el presente siglo, localmente se
reduce a 7 m en zonas preconsolidadas por construcciones aztecas.
Los consecuentes asentamientos diferenciales con frecuencia afec­
tan a construcciones coloniales y recientes. Su mantenimiento y co­
rrecciones estructurales implican considerables costos.
3) Las sobrecargas aztecas, españolas, actuales, pero sobre todo el
bombeo, han consolidado y reducido considerablemente el conte­
nido de agua de las arcillas subyacentes a valores próximos de 1.5
331

22. V
veces el límite plástico. Consecuentemente su resistencia al esfuerzo
cortante se ha triplicado (0.25 a 0.75 Kg/cm^) para pérdidas de w de
200%. Aumentan además su rigidez y fragilidad.
4) Es más preocupante la situación potencial de una contaminación
masiva del acuífero en la subcuenca Chalco-Xochimilco (Extracción
27 mVseg, velocidad de hundimiento, 30 cm/año). Por semejanza
con lo ocurrido en la subcuenca Ciudad de México (década 1945-
55), se estima solamente en 42 años, al ritmo de extracción actual, el
tiempo requerido para medios de 150% y cohesiones de 7.6 ton/m^.
En tal caso, la profundidad de agrietamiento alcanzará la capa dura
(31m) y sería permanente. Se perdería así la capacidad de la forma­
ción arcillosa superior de sellar y aislar al acuífero de aguas superfi­
ciales contaminadas, de canales de aguas residuales o de residuos de
tubos de drenajes.
El riesgo de contaminación masiva del acuífero resulta así inminente
y sin protección en un proceso de sólo 42 años, e instantáneo al pro­
ducirse un encharcamiento.
AGRADECIMIENTOS
A Roberto Llanas, su constructiva y crídca revisión del texto.
A María Velazquillo, su paciencia en las frecuentes correcciones e
intercalaciones del escrito, evolucionando tan irrregularmente en el
tiempo.
AJudith Mazarí y Laura Aceves, en la elaboración de figuras, incluso
a partir casi de esquemas.
REFERENCIAS
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332

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333