- Francisco Javier Moreno Fierros Ingeniero civil con especialidad en Costos en la construcción y maestría en Construcción y en Vías terrestres. Tiene más de 30 años en el servicio público y como consultor en proyectos carreteros.
- Miguel Gallardo Contreras Ingeniero civil con especialidad en Geotecnia y maestría en Geomecánica y riesgos. Ha participado en el diseño, planeación y seguimiento de numerosos proyectos geotécnicos en el país. Gerente de TGC Geotecnia.
El ciclo de un proyecto de infraestructura involucra diversas fases: planeación, diseño, ejecución de la obra, operación y mantenimiento; esta última fase debe programarse de acuerdo con la magnitud y complejidad de los trabajos necesarios, así como con el tipo de mantenimiento, sea rutinario, preventivo, periódico o correctivo. Tienen que destinarse recursos económicos para mantener en buen estado y preservar la infraestructura carretera, pues ésta significa inversiones realizadas, independientemente de la fecha en la que haya sido construida.
La construcción de la autopista Tijuana-Ensenada, también conocida como “carretera escénica”, data de hace más de 50 años. Durante su construcción, entre 1963 y 1967, se registraron deslizamientos atribuibles a flujos subterráneos de agua en las grandes masas de roca y los suelos en los que se llevó a cabo su construcción, por lo cual desde entonces se realizaron obras de gran envergadura para su época, con la finalidad de resolver problemas de subdrenaje de grandes proporciones. Sin embargo, ha sido durante la última década que se han llevado a cabo importantes obras de mantenimiento mayor en la zona de la bahía Salsipuedes, donde la autopista transcurre en una longitud de 14 kilómetros y donde ha presentado importantes problemas de inestabilidad; ha sido necesario un mantenimiento mayor que incluye el diseño y construcción de obras de subdrenaje y estabilización para abatir o disminuir en gran medida la magnitud de los deslizamientos registrados.
La autopista, con una longitud de 99 km y dos cuerpos, es de altas especificaciones técnicas y ha servido como detonador para el crecimiento económico de Baja California. A través de los años se han realizado diversos estudios y proyectos con el fin de disminuir la magnitud de los deslizamientos que se han registrado en la zona de la bahía; su complejidad geológica, aunada a diversos rasgos particulares, ha representado un reto para la ingeniería mexicana. El 28 de diciembre de 2013 se presentó el mayor de los deslizamientos registrados en la autopista, lo cual provocó su cierre parcial durante casi un año y conllevó numerosos efectos sociales, políticos y económicos. Surgió entonces la necesidad de llevar a cabo nuevos estudios a lo largo del tramo, incorporando nuevas tecnologías con el fin de establecer medidas de mitigación para la estabilización de la infraestructura y brindar seguridad a los usuarios que transitan por ella.
La zona en la que se ha registrado la mayor parte de los deslizamientos se localiza en la parte final de la autopista, entre los kilómetros 84 y 98. Como ya se mencionó, desde la etapa de construcción se registraron deslizamientos importantes y se realizaron obras que se encuentran documentadas en libros de ingeniería de suelos como el de Rico y Del Castillo (1973), en los que se habla de importantes obras de subdrenaje construidas para resolver los problemas de inestabilidad, como galerías filtrantes y trincheras estabilizadoras. A finales de la década de 1960, la entonces Secretaría de Obras Públicas (SOP) detectó siete sitios de posible inestabilidad, sobre los cuales se realizaron diversos estudios y proyectos encaminados a disminuir el riesgo de colapso; mientras se desarrollaban éstos y durante la construcción misma de la autopista sucedieron varios problemas en algunos de estos sitios que obligaron a realizar trabajos de estabilización complementarios, con el fin de permitir el tránsito vehicular y asegurar la integridad de los usuarios. Desde entonces, son diversas las campañas de exploración y estudios que se han hecho con el fin de conservar el tramo carretero, entre las que destacan las realizadas por Alfonso Rico y Guillermo Springall (1969-1980), y recientemente los trabajos llevados a cabo por Caminos y Puentes Federales (Capufe), en su carácter de operador de la vía concesionada, en conjunto con diversas empresas consultoras.
El mayor de todos los deslizamientos ocurrió en el km 93+000, donde un tramo de 270 metros de la autopista quedó completamente intransitable debido al movimiento de una masa de alrededor de 1.5 millones de metros cúbicos, que se desplazó unos 20 m en sentido horizontal hacia el mar y 15 m en sentido vertical. Esto propició el cierre de la vía a partir del km 65 durante prácticamente un año (véase figura 1).
Actualmente se tienen identificados 11 sitios inestables sobre los cuales se han realizado estudios más profundos que han permitido prevenir deslizamientos mediante soluciones ingenieriles. Adicionalmente, se realiza de manera permanente un monitoreo con inclinómetros, tubos de observación y piezómetros, a efecto de dar seguimiento al comportamiento de estabilidad general de la ladera (véase figura 2).
Problemática general del sitio
La zona de inestabilidad de la carretera en la bahía Salsipuedes presenta rasgos geológicos particulares. En la zona baja, aledaña al mar, hay formaciones sedimentarias (formación Rosario) caracterizadas principalmente por intercalaciones de lutitas y areniscas con diferente grado de fracturamiento. Las lutitas, al ser rocas suaves y de composición arcillosa, están expuestas fácilmente a fenómenos erosivos; las areniscas, a pesar de su grado de compactación, son muy permeables. Por encima de esta formación sedimentaria descansan diversos depósitos de talud caracterizados por clastos de rocas ígneas y sedimentarias en una matriz arenosa que en su conjunto presenta una unidad poco compacta y muy permeable. En la parte superior y hasta la meseta de la bahía se observan rocas volcánicas intensamente fracturadas, las cuales permiten una copiosa infiltración de agua hacia el subsuelo; debido a la configuración topográfica, los flujos de agua se dirigen hacia el mar, y en su trayectoria interactúan con las diversas unidades previamente expuestas y sobre las que se desplanta la autopista.
Los deslizamientos, por tanto, se presentan principalmente en los contactos entre los depósitos de talud y las rocas sedimentarias, al generarse una interfaz natural de infiltración que produce el deterioro paulatino de las lutitas a materiales arcillosos sumamente impermeables y por donde se acumulan grandes cantidades de agua que lubrican constantemente esta interfaz y se asocian a las superficies de deslizamiento o de falla. Sin embargo, en algunos sitios las superficies de falla se presentan en la formación sedimentaria, lo cual se asocia principalmente con el grado de fracturamiento de las rocas y la estratificación particular entre lutitas y areniscas y las propias infiltraciones (véase figura 3). Además, la erosión es otro factor desencadenante, pues además del viento y la precipitación pluvial, el factor oleaje es notorio en las zonas donde el pie del deslizamiento interactúa directamente con el mar.
Estudios actuales y conceptualización de la problemática
Desde el colapso en el km 93+000, se comenzó con una campaña completa de estudios que involucró diversas ramas de la ingeniería y nuevas tecnologías tanto para los análisis como para los trabajos de estabilización. En este sentido, la innovación de la instrumentación fue determinante para dimensionar y asociar el riesgo de cada uno de los sitios, así como para el control y seguimiento de las obras durante su ejecución. Se instalaron en una primera etapa alrededor de 60 inclinómetros, 30 tubos de observación y 20 piezómetros distribuidos a lo largo de los sitios estudiados. Actualmente se cuenta con 180 inclinómetros, cuatro inclinómetros remotos cuya tecnología permite conocer la magnitud de los deslizamientos y transmitir los datos desde el sitio en tiempo real –lo que ha facilitado un seguimiento puntual, principalmente en las temporadas de lluvias–, 75 tubos de observación y 41 piezómetros. Además, los avances tecnológicos en fotogrametría digital y los vuelos con drones hicieron posible llevar a cabo con mayor detalle diversos estudios como los topográficos y geológicos; por último, con el desarrollo de softwares de análisis geotécnico se desarrolló el cálculo dinámico en los análisis de estabilidad de cada sitio, asociado también a cada obra de estabilidad proyectada. En este sentido, se dio por hecho un estado incipiente de falla en algunos sitios –es decir, con factores de seguridad cercanos a 1– y a partir de esto se propusieron las opciones de estabilización correspondientes con el fin de aumentar los valores de los factores de seguridad.
En correspondencia con lo anterior, se han planteado soluciones encaminadas a cuatro objetivos: la disminución de la masa deslizante, el control y mitigación de la erosión, el aumento de las fuerzas pasivas en la parte inferior del deslizamiento y el control de los flujos de agua subterráneos y de los niveles freáticos. Para el primero, se han propuesto bermas en la parte superior de los deslizamientos, las cuales han requerido grandes volúmenes de excavación en corte. Para la contención inferior y aumento de las fuerzas pasivas, se ha contemplado la construcción de grandes masas de roca en forma de pedraplén o trincheras estabilizadoras para ayudar al equilibrio de fuerzas (véase figura 4); sin embargo, el tener que trabajar a la orilla del mar requirió fragmentos de roca de gran tamaño para el control del oleaje, lo cual significó un gran reto, por el propio procedimiento constructivo y por el cometido de realizar los acarreos en camiones fuera de carretera cuyas capacidades alcanzaban las 70 toneladas o 25 m³ de volumen de material. Por último, para la mitigación de los efectos de las infiltraciones se construyeron galerías filtrantes y norias drenantes; las primeras son túneles que funcionan como pozos horizontales para captar el agua subsuperficial a lo largo de su recorrido, por medio de drenes de penetración. En este sentido, con las actuales técnicas de excavación subterránea y el uso de perforación direccional de última generación se han desarrollado procedimientos constructivos más eficientes y seguros, de forma tal que los trabajos se llevan a cabo optimizando tiempos y de manera simultánea con otras tareas. La eficiencia de las galerías filtrantes ha sido notoria para drenar los flujos subterráneos de agua, lo cual se ve reflejado en el gasto registrado por los drenes de penetración, que ha sido mayor al esperado (véase figura 5).
En el análisis de las opciones de solución para la estabilidad en cada uno de los sitios, se consideraron diversos factores adicionales:
- Debido a la magnitud de los movimientos que se registraban en algunos sitios, era necesario contemplar obras inmediatas y de rápida construcción que mitigaran las velocidades de los desplazamientos.
- No se podía interrumpir totalmente el tránsito vehicular y debía darse prioridad a la seguridad de los usuarios.
- Las obras realizadas no podían circunscribirse a los anchos de derecho de vía; tenían que extenderse a lo largo de todo el deslizamiento y no sólo en la zona de la autopista.
- Las soluciones planteadas debían considerarse de alto impacto, con el fin de reducir el riesgo y aumentar el periodo de vida de la autopista.
- Se requería personal técnico especializado y un seguimiento continuo de los trabajos y de la instrumentación, con el fin de evitar percances que pusieran en riesgo a los trabajadores y ayudar en la correcta toma de decisiones durante los procedimientos constructivos.
- En la tabla 1 se resumen las soluciones adoptadas para cada uno de los sitios estudiados, así como las particularidades de cada uno de ellos.
Actualmente se han concluido las obras de mantenimiento mayor en cuatro de los 11 sitios estudiados, y en cuatro más se encuentran en ejecución. Por la magnitud y complejidad de los trabajos, durante su desarrollo se han presentado problemas que han hecho necesaria una reingeniería de los modelos originalmente planteados para la adecuación de las soluciones, con el fin de mitigar riesgos, optimizar los recursos e incluso aumentar los factores de seguridad.
El comportamiento en los sitios donde se han finalizado las obras ha sido satisfactorio y se han reducido significativamente las tasas de deslizamiento, comparativamente con las registradas en cada sitio antes de la intervención; además, durante el periodo de lluvias –que era cuando aumentaba la magnitud de los movimientos– éstos se han mantenido dentro de los rangos de seguridad. Adicionalmente, se continúa con el monitoreo en cada uno de los sitios, con el propósito de observar su comportamiento y, en caso de registrarse algún deslizamiento fuera de los rangos de seguridad, alertar para la toma de medidas de prevención.
Conclusiones
La estabilidad de los cortes, terraplenes y pavimentos de una carretera se ve fuertemente influida por los flujos de agua existentes en el interior de las masas de suelo, por lo que, para reducir al mínimo los efectos de los deslizamientos, se han desarrollado soluciones ingenieriles acordes con las innovaciones tecnológicas de la actualidad, como software especializado en análisis geotécnico, vuelos con drones, fotogrametría digital, inclinómetros con capacidad de transmisión de datos de sitios remotos, así como maquinaria y equipos de excavación de última generación. En la autopista Tijuana-Ensenada se han realizado estudios y proyectos que han contribuido de manera sustancial a la mitigación de los deslizamientos presentados a lo largo del tiempo. Las nuevas tecnologías utilizadas tanto en los estudios como en el desarrollo de las obras han permitido la continuidad del tránsito y la optimización de los procesos constructivos. Con el esfuerzo realizado por Capufe como operador de la autopista, Banobras como concesionario y la propia Secretaría de Comunicaciones y Transportes se ha incrementado la funcionalidad del trazo y la vida útil de la carretera, lo cual ha sido trascendental para la preservación de esta importante vía de comunicación.
