Este documento trata sobre subsidencias y colapsos del suelo. Explica las definiciones de subsidencias y colapsos, las causas naturales como procesos tectónicos o relacionados con el karst, e inducidas por el hombre como la minería o extracción de fluidos. También analiza casos de subsidencias en la línea ferroviaria de Zaragoza y en Calatayud, Aragón.

1. SUBSIDENCIAS Y
COLAPSOS
David Nájar Gimeno
Riesgos Naturales e Impacto Ambiental

2. INDICE
INTRODUCCIÓN
Definiciones y diferencias
 CAUSAS DE HUNDIMIENTOS
Descripción
Efectos
 PELIGROS DE LAS SUBSIDENCIAS

3. INDICE
 MEDIDAS CORRECTORAS
 CASO DE SUBSIDENCIAS Y COLAPSOS
BRUSCOS EN ARAGÓN
Análisis de subsidencias en la ronda sur ferroviaria
de Zaragoza
Casos de Calatayud
 BIBLIOGRAFÍA

4. INTRODUCCIÓN

5. DEFINICIONES
 Hay diferencias entre subsidencias y colapsos
 Subsidencias: descensos lentos y paulatinos de la
superficie del terreno.
 Colapsos o hundimientos: movimiento vertical
repentino del suelo.

6. CAUSAS DE
HUNDIMIENTOS

7. Descripción
 Hay dos causas principales:
 Naturales:
 Procesos tectónicos
 Procesos relacionados con el karst
Los asientos
Las subsidencias
Hundimientos
 Hidrocompactación
 Los suelos helados (permafrost)

8. Descripción
 Hay dos causas principales:
 Inducidos por el hombre:
 La subsidencia minera
 La extracción de fluidos
 Los rellenos antrópicos

9. Efectos
NATURALES
 Procesos tectónicos :
 Se presenta cuando áreas regionales de roca
completamente se deprimen por asiento a lo
largo de las fallas
 Si es debida a terremotos el asiento es súbito

10. La ciudad de Portage, en la costa de Alaska, fue construida sobre un bloque de tierra
que subsidió 1,8 metros durante el terremoto de 1964 en Alaska. Desde entoces la
ciudad se inunda en cada marea alta. (Foto de la fotobiblioteca del USGS, Denver, CO)

11. Efectos
 Procesos relacionados con el karst:
 El agua se infiltra a través de las grietas existentes en la roca y
percola hacia abajo, mientras se disuelve la roca y crea
agujeros cada vez mayores
Disolución
CaC03
+ arcilla + H2
O + CO2
 Ca(HCO3
)2
+ residuos arcillosos
Sedimentación
Ca(HCO3
)2
 CO2
+ H2
O + CaC03

12. Efectos
 Desde el aire un paisaje kárstico tiene una
imagen del terreno salpicado por picaduras
debida a los hundimientos.
Fotografía aérea de
una zona próxima a
Sheridan (Wyoming)

13. Efectos
 Los procesos geomecánicos asociados al karst son
3:
 Los asientos: lapiaz cubierto con distintas zonas de
capacidad de carga (mat. carbonatados y arcillas)
 Las subsidencias: es una deformación de mayor
envergadura que los asientos
 Hundimientos: movimientos brusco en la vertical, más o
menos puntual, de una porción del terreno

14. “A” muestra una construcción
sobre una caverna que más tarde
colapsa.
“B” una pesada estructura
descansa sobre roca sólida pero es
parcialmente soportada por suelo
arcilloso residual blando.
“C” la casa está situada sobre un
relleno poroso en un lugar donde
el drenaje superficial y subterraneo
desplaza el suelo de apoyo
“D” muestra un área de karst
donde la precipitación es
absorbida por conductos del
subsuelo, pero una fuerte
precipitación no llega a ser
drenada lo sufucientemente rápido

15. St. Joaquin Valley.
Medida de
subsidencia desde
1925 hasta 1977

16. Hundimiento en materiales aluviales sobre calizas (cortesía de
J.J. Durán)

17. Efectos
Hidrocompactación:
 Subsidencia producida por la adición de agua. La
tensión superficial de láminas finas de agua tiende a
juntar más los granos del terreno.
 Suelos susceptibles a la hidrocompactación: los de
grano fino y porosos

19. Efectos
 Suelos helados (permafrost):
 Son suelos que están cerca de las regiones polares
que, excepto en las capas superficiales, permanecen
constantemente helados.
 El deshielo durante el breve verano polar permite que
las capas superficiales licúen, fluyan y subsidan bajo el
peso de estructuras

21. Efectos
INDUCIDOS POR EL HOMBRE
 La subsidencia minera :
 Ocurre cuando grandes huecos subterráneos
han sido creados por el hombre.
 Las subsidencias más frecuentes aparecen
asociadas a la explotación de yacimientos
estratificados subhorizontales (carbón y
evaporitas) y depósitos metálicos con
disposición vertical.

22. Socavón producido por el hundimiento de una antigua
galería minera en la zona kárstica de El Calerizo, Cáceres
(cortesía de J.J. Durán)

23. Hundimiento por explotación de sal por disolución,
actualmente ocupado por un lago salobre; Polanco, Cantabria
(cortesía de J. Gómez de las Heras)

24. Efectos
 La extracción de fluidos:
 Causa también subsidencia por ser otro medio de soporte en la
superficie del terreno. Los fluidos atrapados en los pequeños
poros de la roca también proporcionan soporte.
 Cuando se suprime el soporte se produce la compactación de
las capas de roca sedimentaria de manera que no soporta el
peso del material suprayacente

25. Subsidencia producida por la extracción de fluidos
(Mc Graw-Hill)

26. El esquema muestra que la extracción de fluidos causa subsidencia por
eliminación de los fluidos soporte, permitiendo que los granos minerales
se junten.

27. Efectos
Los rellenos antrópicos:
 Compuestos por suelo, roca y escombros son también
propensos a subsidencias durante los temblores y
terremotos.
 La subsidencia ocurre cuando los terrenos no están
bien compactados.

28. PELIGROS DE LAS
SUBSIDENCIAS

29.  Destrucción física y daños en casas
 Invasión del agua sobre las tierras bajas
adyacentes al mar
 Cambios en el gradiente que afecta al flujo de
agua
 Colapsos en tuberías de pozos de petróleo y
agua
 Pérdidas y filtraciones de acuíferos

30. MEDIDAS DE
CORRECCIÓN

31. Medidas de corrección
 La mejor medida de corrección  la PREVENCIÓN
 Medidas directas:
 En cavidades: relleno de las mismas previo conocimiento de
su volumen y profundidad. Mediante pilotajes que apoyen
siempre la punta en un sustrato resistente y no kárstico.
 Excavaciones subterráneas: mediante inyecciones y
tratamientos previos de consolidación del terreno.
 Medidas indirectas: Mapas de susceptibilidad.

32. Posibles
soluciones
de
cimentación
en zonas
kársticas

33. Medidas de corrección
 En España los hundimientos más importantes se dan en
zonas kársticas, aunque no sean conceptos estrictamente
equivalentes; así como los fenómenos de subsidencia
minera, principalmente de carbón.
 Los daños producidos por hundimientos suelen afectar al
ámbito geotécnico: edificaciones, trazado de obra lineales,
presas, minerías, etc...

34. Tienda de comestibles en un área residencial de Pittsburgh,
Pennsylvania, que se colapsa por subsidencia en una mina abandonada
de carbón (Foto: Edward Nuhfer)

35. Hundimiento en Winter Park, Florida, afectando a casas, coches,
caravanas y parte de una piscina municipal en un área urbanizada en
1981. Causa: bajada del nivel freático

36. Medidas de corrección
 La prevención se basa en la identificación y estudio
de los procesos y factores que los controlan, lo que
permite la realización de mapas previsores para su
ampliación a labores de ordenación y uso del
territorio.
 En cartografía de hundimientos se pueden
diferenciar dos casos:
Zonas kársticas
Mapas de actuaciones antrópicas

37. Medidas de corrección
 Los mapas geológicos son la mejor herramienta para prever la
subsidencia.
 Para zonas las zonas kársticas los factores a considerar para
elaboración de mapas de susceptibilidad y de peligrosidad son
la litología , el grado de karstificación, propiedades
geomecánicas de los materiales, factores hidrogeológicos y
climáticos.
 Cuando es actuación antrópica se tiene en cuenta la situación
de las labores mineras, características mecánicas de los
materiales y las variaciones del nivel freático.

38. Mapa geológico de Knox County (Tenessee) mostrando en zona azul la
peligrosidad de hundimientos en zonas calizas mediante proceso de
karstificación y alta peligrosidad en las zonas con punteado rojo.

40. Mapa de susceptibilidad a la subsidencia de la Vega media del Segura,
Murcia, por descenso del nivel freático considerando un periodo de
sequía de 2 años. (cortesía del IGME y COPOT, Región de Murcia)

41. CASOS DE
SUBSIDENCIAS Y
COLAPSOS BRUSCOS
EN ARAGÓN

42. Análisis de subsidencias
en la ronda sur
ferroviaria de Zaragoza

43. Análisis de subsidencias en la ronda sur
ferroviaria de Zaragoza
 Se puede apreciar que la peligrosidad mayor se da en tres
tramos en los que el nuevo corredor ferroviario atraviesa
terrenos aluviales correspondientes a terrazas medias del Ebro
y glacis que enlazan con ellas:
 (1) sur de la base aérea de Zaragoza
 (2) tramo de la ronda sur contiguo a Miralbueno
 (3) La Cartuja - El Burgo de Ebro

44. Análisis de subsidencias en la ronda sur
ferroviaria de Zaragoza
 Tanto en la zona de La Cartuja como al sur de la base aérea de
Zaragoza no existen mapas de peligrosidad elaborados. Sin
embargo el segmento de la ronda sur, sí.
 En esta zona se localizan los hundimientos activos de mayor
importancia.
 El 1 de Marzo del 2003 se produjo un hundimiento local que
afectó a la línea convencional de mercancías que discurre
contigua a la del AVE en el p.k. 303+500 .(zona inmediata al
norte de la carretera del aeropuerto y coincidente con la ronda
sur de Miralbueno).

45. Análisis de subsidencias en la ronda sur
ferroviaria de Zaragoza
 Se produjo probablemente por la existencia de una cavidad
natural en el subsuelo sobre el contacto entre el aluvial
cuaternario y las margas terciarias (originada por disolución y
arrastre del material).
 La obra de hinca del colector de saneamiento que atraviesa el
terreno a una profundidad similar a la del contacto geológico
pudo actuar como detonante último del colapso.
 Se propone como soluciones medidas constructivas especiales:
pilotes apoyados en sustrato terciario de profundidad superior a
la cavidades detectadas.

46. Análisis de subsidencias en la ronda sur
ferroviaria de Zaragoza
 Recomendaciones:
 Evitar la edificación y el trazado de infraestructuras y
construcciones en las zonas de peligrosidad real muy alta
(dolinas con actividad continuada).
 Zonificar y valorar la presencia y distribución de posibles
focos de hundimientos no manifestados.
 Evitar el riego excesivo en campos de labor y zonas
ajardinadas dentro de las áreas de peligrosidad real alta.
 Mantener en estado natural las dolinas (trabajos de limpieza
y desescombro)

47. A once días para la apertura oficial la línea de alta velocidad Madrid-Lérida un agricultor encontró otro gran
socavón en el entorno de la huerta de Miralbueno, en Zaragoza. La sima mide en la superficie unos ocho
metros de diámetro, tiene una profundidad de 15,5 metros y ha dejado al descubierto parte de una caverna
de elevadas proporciones. El hundimiento afecta a un campo de alfalfa ubicado a unos 650 metros de las
vías de acceso del AVE y de la ronda sur de mercancías a Zaragoza.

48. Colapso instantáneo de
limos loésicos yesíferos
producido en el p.k.
360/700 de la línea férrea
Madrid-Barcelona, en
Burgo de Ebro, que afectó
a un tren de mercancias
(Foto de Luis E. Suarez,
Renfe)

49. Socavón localizado en
el trazado de la línea
férrea del AVE, en
Zaragoza

50. Casos de Calatayud

51. Casos de Calatayud
 Más de 200 personas han tenido que ser evacuadas de
sus viviendas, ubicadas en la calle Justo Navarro, en
Calatayud (Zaragoza), al abrirse un socavón de 20
metros de diámetro y producirse grietas en los tabiques
del edificio.
 Debido a que la casa azul presenta una sima y las
grietas del colegio Baltasar Gracián son muy patentes,
han conllevado a un análisis del subsuelo bilbilitano.

52. Casos de Calatayud
 Según Francisco Gutiérrez (geólogo de la UZ) en el casco
antiguo, en la calle la Rúa, antes barranco de la Rúa, los
escombros depositados en épocas pasadas superan los 6,5 m.
de espesor. Provocan asientos diferenciales por su poca
consolidación.
 Bajo los escombros se encuentran una capa de limos yesíferos
con cantos calcáreos, un material poco resistente que
experimenta además una reducción drástica de volumen con la
adición de agua.

53. Casco antiguo de Calatayud.Calle Justo Navarro
(Fuente: El periódico de Aragón)

54. Casos de Calatayud
 Ya ha comenzado el derribo de la casa azul.
 Las obras tardarán dos meses ejecutarse. Consiste en
el corte de elementos estructurales mediante una
cizalla, una pinza capaz de demoler forjados y
tabiquería, y una mordaza trituradora que reduce el
tamaño del residuo para su transporte.

55. Las máquinas con las que se realiza el derribo pesan más
de 120 toneladas.(Foto: Miguel Terrado / El periódico de
Aragón)

56. BIBLIOGRAFÍA

57. BIBLIOGRAFÍA
 Nuhfer, E.; Proctor, R.; Moser Paul, The American Institute of
Professional Geologists (1993). Guía ciudadana de los riesgos
geológicos.116-130.
 Gonzalez de Vallejo, L.; Ferrer, M.; Ortuño, L.; Oteo, C.;
Pearson Educación, Madrid (2002). Ingeniería Geológica.
 Gracia, J.; Salvador, T.; Simón, J.L. y Soriano, M.A. (1991).
Evaluación del riesgo de hundimientos a lo largo del trazado de
tubería alternativa para el abastecimiento de agua al barrio de
Casetas y polígonos intermedios. Informe inédito. Excmo.
Ayuntamiento de Zaragoza.
 Granda Sanz, A. y Cambero Calzada, J.C. (2001). Algunas
experiencias de la aplicación de métodos geofísicos en los
proyectos geotécnicos y constructivos de la L. A. V. Madrid-
Barcelona-Frontera Francesa, tramo Madrid-Zaragoza.
Ingeniería Civil, 123, 15-29.

58. BIBLIOGRAFÍA
 Lahoz, J.; Navarro, D. Y Muñoz, A. (2001). El AVE y las
subsidencias. Tierra y Tecnología, 22, 21-24.
 Simón, J.L.; Soriano, M.A.; Arlegui, L.; Caballero, J.; Gracia, J.;
Salvador, T. Y Sicilia, E. (1998 b). Estudio de riesgo de
hundimientos kársticos en el corredor de la carretera de
Logroño. Informe inédito. Excmo. Ayuntamiento de Zaragoza.
 Soriano, M.A. (1990). Geomorfología del sector centro-
meridional de la Depresión del Ebro. Zaragoza. Diputación
Provincial de Zaragoza. 269 p.
 Soriano, M.A. y Simón, J.L. (1995). Alluvial dolines in the central
Ebro Basin, Spain: a spatial and developmental hazard
analysis. Geomorphology 11, 295-309.
 Soriano, M.A. y Simón, J.L. (2002). Subsidence rates and urban
damages in alluvial dolines of the Central Ebro basin (NE
Spain). Environmental Geology, 42, 476-484.

59. SUBSIDENCIAS Y
COLAPSOS
David Nájar Gimeno
Riesgos Naturales e Impacto Ambiental