INTRODUCCIÓN

Las afectaciones socioeconómicas por las caídas de rocas se han incrementado por el crecimiento poblacional que se extiende hacia zonas de ladera y cantiles inestables. La ocupación de estas áreas susceptibles a caídas de rocas ha generado un incremento en el riesgo latente asociado a este tipo de procesos (Aristizábal y Gómez, 2019).

La determinación de las causas y el alcance de los desprendimientos de bloques permitió identificar las zonas más susceptibles con el fin de mitigar sus efectos. Los factores que condicionan el deslizamiento de masas y desprendimiento de bloques están en función del tipo de roca y suelo, la orientación de fracturas en el terreno, el aumento de la precipitación, la actividad sísmica y las obras humanas (^{Lugo et al., 1995}; ^{Dikau et al., 1996}; ^{Lugo et al., 2005}; ^{Lazari et al., 2006}; ^{Devoli et al., 2007}). Cabe destacar que los cortes para caminos, calles y carreteras favorecen las caídas de bloques e incrementan de manera importante la inestabilidad de taludes.

^{Bragagnolo et al., (2020)}, mencionan la importancia del desarrollo de metodologías y herramientas que permitan identificar las áreas susceptibles de una manera económica y eficiente para la prevención y mitigación de los daños potenciales. Durante el periodo de 1940 a 1970 se concentraron un gran número de industrias en la zona que corresponde a la Cuenca de México en su colindancia con la Sierra de Guadalupe, lo cual trajo como consecuencia un gran flujo de personas migrantes de diferentes estados en busca de empleo, y por consiguiente, una demanda de suelo urbano y una expansión territorial hacia las laderas de la sierra, sin tomar en cuenta las características geológicas y geomorfológicas de la misma.

La localidad Área Nueva se ubica sobre la Cañada de Almárcigo y en las laderas del domo cerro La Cantera, en la porción NE de la Sierra de Guadalupe, la cual está densamente poblada y la mayoría de los habitantes viven en condiciones de hacinamiento (^{INEGI, 2021}). El domo “La Cantera” está localizado en la porción norte de la localidad y presenta un escarpe de 450 m de longitud, una altura que varía entre 29 y 30 m; el macizo rocoso está intensamente fracturado y diaclasado debido al enfriamiento de la lava. En algunos sitios adyacentes a la localidad también hay presencia de bancos de material inactivos desde hace más de 30 años, pero que de alguna forma también intensificaron el fracturamiento de las rocas, lo que implica un riesgo latente para la población que ahí se asienta. Algunos pobladores indicaron que se han desprendido varios bloques que han alcanzado distancias mayores a los 300 m, siendo que las construcciones se localizan tan solo a 120 m del escarpe, lo que ha derivado en lesiones a algunas personas. A 30 m del escarpe existía un salón de clases en condiciones precarias (Figura 1), construido con madera y que posteriormente se inhabilitó debido a los desprendimientos de bloques y el consecuente riesgo para los alumnos, sin embargo, los habitantes siguen ejerciendo presión social, ambiental y urbana al colonizar (urbanizar) áreas que presentan una probabilidad alta a ser afectadas por procesos gravitacionales. En el límite con la zona habitacional existe una carretera de terracería denominada “Santa María”, y hacia la parte norte, muy cerca del salón inhabilitado, en el año 2021 se construyó formalmente el complejo educativo “Ricardo Flores Magón”, cerrado temporalmente. Al urbanizarse áreas y cambiar el uso de suelo natural de la zona, con fuerte pendiente, se propician procesos gravitacionales y de erosión. Además, la zona de estudio presenta una desertificación por la alteración de la cubierta vegetal, la cual es removida en algunas porciones de la ladera, favoreciendo la erosión y dejando al descubierto bloques diaclasados; esto en conjunción con otros factores intrínsecos (litología: dacitas alteradas, la altura del terreno y sus pendientes pronunciadas y abruptas, etc.) y extrínsecos (sismicidad y lluvias torrenciales), favorecen los procesos gravitacionales y en específico las caídas de roca potencialmente inestables.

Figura 1 Salón de clases en condiciones precarias que estaba ubicado exactamente en la porción sur del bloque, a 30 m del escarpe. 

Los procesos de remoción en masa, procesos gravitacionales o procesos de ladera se refieren a movimientos descendentes, bruscos de rocas, derrubios o tierra que se desprenden de laderas empinadas o acantilados y el material al caer golpea el talud inferior en un ángulo menor que el ángulo de caída, lo que origina que rebote (^{Highland y Bobrowsky, 2008}; ^{Alcántara, 2000}; ^{Cruden, 1991}). Los desprendimientos de rocas en las laderas potencialmente inestables suceden de forma rápida, debido a cortes carreteros, pendientes pronunciadas y acantilados, los cuales caen, con posibilidad de rodar y rebotar a lo largo de su trayectoria, dependiendo de las condiciones geológicas y geomorfológicas del terreno y del material mismo; los bloques rocosos al caer pueden fragmentarse y generar nuevos trozos con diferentes trayectorias, dependiendo de la energía del impacto con el suelo, que pueden empezar a rodar en las pendientes más pronunciadas hasta que el terreno se aplana (^{Highland y Bobrowsky, 2008}; ^{Matas et al., 2017}).

El Proyecto EPOCH (1991-1993), a partir de la clasificación de ^{Varnes (1978)} y ^{Hutchinson (1988)}, elabora una clasificación de los procesos de remoción en masa (desprendimientos, vuelcos o desplomes, deslizamientos, expansiones laterales, flujos y movimientos complejos) involucrando el tipo de movimiento o mecanismos de falla y los materiales.

Durante los sismos de 2017 ocurrieron varios desprendimientos de bloques en la Sierra de Guadalupe, en áreas cercanas al área de estudio (Localidad La Presa y Cerro Gordo), lo cual se pudo verificar con visitas, anterior y posteriormente al evento y por información de los habitantes.

Durante los últimos años, en la Sierra de Guadalupe se han incrementado diversos eventos por deslizamientos de tierra y desprendimientos de bloques, derivado de las lluvias atípicas y caída de granizo, principalmente durante los meses de septiembre y octubre. En la Tabla 1 se especifican las colonias afectadas por algunos eventos y en el mapa (Figura 2) los sitios donde han ocurrido.

Fuente: Elaboración propia a partir del Modelo Digital de Elevación Lidar ^{INEGI, 2010}

Figura 2 Zonas de la Sierra de Guadalupe, donde han ocurrido desprendimientos de bloques y deslizamientos de tierra y escombros en los últimos años. 

Los enfoques cuantitativos para identificar zonas susceptibles a deslizamientos y caídas de rocas en el mundo se han utilizado con más frecuencia durante los últimos años. Se han realizado diversos estudios mediante análisis estadísticos para seleccionar y analizar los factores condicionantes que generan deslizamientos o caídas de rocas; modelos para determinar el índice de susceptibilidad a deslizamientos de tierra: bivariado (^{Naranjo 1994}; ^{Suzen y Doyuran 2004}; ^{Thiery et al. 2008}; ^{Yalcin 2008}) o modelos multivariados (^{Baeza y Corominas 2001}; ^{Carrara 1983}; ^{Chung et al. 1995}), y geoestadística para la evaluación de deslizamientos de tierra y desprendimientos de roca (^{Ríos et al., 2015}; ^{Goyes y Hernández, 2021}). Recientemente destacan nuevas técnicas referidas a modelos de redes neuronales artificiales (ANN), las cuales utilizan algoritmos para construir modelos de clasificación y, mediante estos, predecir información con datos de entrenamiento (^{Soyoung et al., 2013}; ^{Tarwat, 2021}; ^{Goyes y Hernández, 2021}).

ZONA DE ESTUDIO

La localidad Área Nueva se ubica en la porción NE de la Sierra de Guadalupe, sobre la Cañada de Almárcigo, en la ladera del domo La Cantera (Figura 3). La Sierra de Guadalupe está a su vez inmersa en la porción centro-norte de la Cuenca de México, y forma parte de la Faja Volcánica Transmexicana. De acuerdo con ^{Lugo (1990)}, la Sierra de Guadalupe corresponde a una estructura de forma más o menos circular, con un diámetro aproximado entre 12 y 13 km, constituida por andesitas y dacitas del Mioceno y está considerada entre las estructuras más antiguas dentro de la Cuenca de México (^{Mooser, 1975}).

Fuente: Elaboración propia a partir del conjunto de datos vectoriales 1:50,000 INEGI.

Figura 3 Localización de la localidad “Área Nueva” en la ladera sur del cerro La Cantera. 

La geología de la Sierra de Guadalupe ha sido estudiada por diferentes autores como ^{Ordoñez (1895)}, ^{Campa (1965)} y ^{Lozano (1968)}. Está constituida fundamentalmente por dacitas (^{Ordoñez, 1895}), con edades K-Ar de 14-15 Ma (^{Lozano, 1968}). ^{Lugo y Salinas (1996)} mencionan que los volcanes que conforman la Sierra de Guadalupe son de tipo compuesto, los cuales tuvieron su origen en erupciones explosivas que culminaron con actividad extrusiva y efusiva, en su mayoría predominan los domos originados por los derrames de lava y su posterior denudación debida a la erosión, lo cual ha removido los materiales menos resistentes del tipo de los materiales piroclásticos.

En la Sierra de Guadalupe afloran generalmente dacitas en forma de derrames y domos volcánicos (^{Tapia y López, 2002}). El domo la Cantera tiene una altura de 2600 msnm, con un escarpe longitudinal de 450 m a una elevación de 2480-2520 msnm, casi vertical y es de composición dacítica.

La cima del domo está constituida por brechas autoclásticas de composición riolítica y flujos piroclásticos de bloques y cenizas y hacia el oeste se sobrepone a derrames de lava del domo Cabeza Blanca, ubicado al SW del área. Los flujos tuvieron una pequeña dispersión y representan etapas tardías del crecimiento del domo La Cantera y que junto con el domo Tulpetlac, al SE del domo La Cantera forman un lineamiento NE-SW, probablemente asociados a fallas con la misma orientación. (^{Ramírez, 2011}) (Figura 4).

Fuente: Elaboración propia a partir del conjunto de datos vectoriales 1:50,000 INEGI.

Figura 4 Geología del área de estudio, representada por un domo de composición dacítica. 

El escarpe presente en el domo está fuertemente fracturado y diaclasado, lo que implica un riesgo latente de que se produzca un desprendimiento generado por gravedad, aunado a las sobrecargas que ejerce la población asentada en las laderas del mismo, además de otros eventos naturales como la sismicidad, las grandes avenidas durante lluvias torrenciales y la desertificación (Figura 5).

Figura 5 a) Panorámica del domo “La Cantera” donde se aprecia la expansión urbana en la ladera; b) imagen obtenida mediante un dron, donde se observa el escarpe con una longitud lineal de 450 m con una altura promedio de 30 m y la cercanía de la zona habitacional. 

El escarpe es casi vertical, con intenso fracturamiento y diaclasamiento y la presencia de bloques desprendidos cubren el 40% del área, con volúmenes diversos que varían desde unos cuantos centímetros hasta más de 100 m³. Se pudo observar en algunas partes del escarpe, que la base de los bloques está constituida por brechas volcánicas, lo cual implica mayor riesgo, ya que son menos resistentes a los procesos erosivos (Figura 6).

Figura 6 a) Bloque potencialmente inestable de 12 m de altura, apoyado sobre una brecha volcánica, localizado a 100 aproximadamente de las casas; b) se observa que las diaclasas columnares de enfriamiento son casi verticales, lo que podría desencadenar volteo por flexión y volteo de bloques, así como caídas primarias y secundarias. 

Las diaclasas columnares que conforman el escarpe podrían desencadenar volteo de bloques, que involucra la rotación hacia delante de un bloque rocoso en una ladera, resultante de las fuerzas debidas al peso, alrededor de un eje o punto de equilibrio, por debajo del centro de gravedad de la masa que se desplaza (^{Varnes, 1978}; ^{Hutchinson, 1988}; ^{Cruden y Varnes, 1996}) o volteo por flexión generado en macizos rocosos con un sistema de discontinuidad preferente con fuerte buzamiento hacia el interior de la ladera, presentando columnas en cantiliver (^{Highland y Bobrowsky, 2008}). Cuando ocurre el desprendimiento, el bloque desciende a través de la ladera, principalmente en caída libre, sin embargo, puede rebotar o rodar. Las caídas de bloques pueden ser primarias, cuando se desprenden del sitio original, o secundarias cuando los bloques, previamente desprendidos y detenidos en algún sitio de la ladera, nuevamente se desprenden ahora de este sitio (^{Cruden y Varnes 1996}).

En el área de estudio predominan las pendientes cóncavas y convexas y áreas con vegetación mixta en las laderas y sin vegetación hacia las partes más bajas del domo y donde se ubican los asentamientos humanos. Las elevaciones varían de 2400 msnm, donde se localiza la zona urbanizada, a 2600 msnm que corresponde con la altura del domo La Cantera. Las pendientes en donde se localizan los depósitos de los bloques cartografiados son, en su mayoría, pendientes de 20-30° y 30-45°, más de 45° cerca del escarpe y en las laderas donde se ubican los asentamientos humanos predominan pendientes de 10-20°.

OBJETIVO

El objetivo de este trabajo es realizar un inventario de los depósitos de caídas de rocas e identificar sus características geomorfológicas, así como determinar la distribución de los bloques y su posible relación con los factores que puedan influir en el tamaño del bloque y la distancia potencial que éstos puedan alcanzar a fin de hacer un análisis estadístico.

METODOLOGÍA

Se hicieron recorridos de campo en la localidad Área Nueva y se midieron detalladamente 3 corredores de depósitos de caída de bloques, de los que se obtuvo, para los bloques mayores, su posición geográfica, altitud, pendiente, distancia del escarpe, tamaño, volumen y adherencia del bloque sobre la superficie del terreno (Porcentaje de la superficie del bloque rocoso descubierta por la acción de la erosión (^{Rendón, 2007}) (Figura 7).

Fuente: Elaboración propia a partir del conjunto de datos vectoriales 1:50,000 INEGI.

Figura 7 Tres corredores de depósitos con caídas de bloques, de los que se obtuvo la información de los bloques mayores (posición geográfica, altitud, pendiente, distancia del escarpe y volumen). 

Para determinar la distribución de los bloques se midió el ancho, la altura y longitud del bloque y la distancia recorrida. La información recopilada para el inventario de depósitos de caídas de rocas y las dimensiones de los bloques se realizó en abril de 2017, en septiembre del mismo año se obtuvo una imagen del área, con el apoyo de un dron de baja altitud (sobrevuelo a 80 m de altura), cuya información obtenida fue procesada para su análisis y en octubre de 2019 se realizaron recorridos nuevamente para comparar los cambios que pudieran haberse presentado.

Para estimar la distancia potencial de recorrido de los bloques, se consideró la línea de energía o coeficiente de fricción de Heim (^{Hsü, 1975}; ^{Sheridan y Macías, 1995}, ^{Ramírez et al., 2012}; Barrantes y Malavassi, 2014). La línea de energía (f) se refiere en este caso de estudio a la relación que existe entre la altura del escarpe, del cual se desprende el bloque y la longitud de la distancia recorrida por este y corresponde a la tangente de la pendiente. La fórmula del coeficiente de fricción o línea de energía es: f =H/L, donde: f: es la línea de energía; H es la altura del escarpe al depósito de bloques; y L: La distancia recorrida por el bloque. Para valorar las distancias potenciales de recorrido de los bloques desde el escarpe, se consideraron el volumen del bloque y la línea de energía. Posteriormente se realizó un análisis heurístico de la información obtenida para las variables (litología, grado de la pendiente, aspecto de la pendiente, tipos de ladera, curvatura de la pendiente, curvatura perpendicular a la pendiente, índice de vegetación (NVDI) obtenido de la información satelital Sentinel, considerando las variaciones del año 2016 a 2021 (Figura 8) y el uso de suelo, a fin de determinar si éstas pudieran influir en el tamaño del bloque y su alcance potencial al desprenderse del escarpe. Para determinar la información de las variables se obtuvieron las curvas de nivel del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), con intervalos de 10 m, y posteriormente mediante el software ArcGis se obtuvieron a intervalos de 5 m. La información para las variables se desarrolló y analizó mediante un sistema de información geográfica (SIG ArcGis, Ilwis, Qgis), de donde se obtuvieron los mapas ráster a partir de un modelo de elevación: hipsométrico (Figura 9), de pendientes (Figura 10), morfográfico (Figura 11), curvatura de la pendiente, curvatura perpendicular a la pendiente, aspecto de la pendiente y vegetación. Los datos para las diferentes variables independientes, utilizadas en cada uno de los puntos cartografiados en campo y trasladados a los SIGs, se obtuvieron considerando la condición representativa para cada pixel y así determinar la información de cada uno de los puntos del inventario.

Fuente: Elaboración propia a partir de la información satelital Sentinel.

Figura 8 Mapa del NVDI donde se observa principalmente, vegetación mixta, poco densa y sin vegetación hacia las partes bajas del área de estudio. 

Fuente: Elaboración propia a partir del conjunto de datos vectoriales 1:50,000 INEGI.

Figura 9 Mapa hipsométrico. Las elevaciones varían de 2400 msnm, donde se localiza la zona urbanizada, a 2600 msnm que corresponde con la altura del domo La Cantera y el escarpe se ubica a una altura entre 2480 a 2520 msnm. 

Fuente: Elaboración propia a partir del Modelo Digital de Elevación Lidar ^{INEGI, 2010}.

Figura 10 a) Mapa de pendientes, los depósitos de bloques cartografiados se localizan principalmente en pendientes de 20 a 30° y 30 a 45°; b) La tendencia de pendientes en el área varía en su mayoría de 10 a 20° en las partes bajas del domo, 20 a 30° y 30 a 45° en la ladera y de 30 a 45° y más de 45° cerca del escarpe y en la parte alta del domo. 

Fuente: Elaboración propia a partir del Modelo Digital de Elevación Lidar ^{INEGI, 2010}.

Figura 11 Donde se localiza la zona urbana predominan pendientes de rampas y piedemonte superior y los depósitos de bloques cartografiados están principalmente sobre laderas montañosas y laderas montañosas fuertemente inclinadas. 

Con el mapa de curvatura de la pendiente se identifican los tipos de laderas (cóncavas, convexas o planas) y que condicionan el incremento de velocidad al presentarse un desprendimiento de un bloque rocoso. Las pendientes cóncavas favorecen el incremento de la velocidad de un bloque al caer. Con el mapa de curvatura perpendicular a la pendiente se identifican las pendientes convergentes que es donde se incrementa la velocidad, cuando ocurre un deslizamiento o caída de rocas (Figura 12); con ambos mapas se definieron, las áreas con mayor erosión y que son, áreas susceptibles para favorecer deslizamientos, sobre todo de bloques pequeños. Los depósitos de bloques se ubican principalmente en pendientes convexas y en menor proporción en pendientes cóncavas (Figura 13). El 23% del área de estudio presenta mayor susceptibilidad a la erosión.

Fuente: Elaboración propia a partir del conjunto de datos vectoriales 1:50,000 INEGI.

Figura 12 Mapa de la curvatura perpendicular a la pendiente. Los depósitos de bloques cartografiados, en su mayoría se localizan en pendientes divergentes y en menor proporción en pendientes convergentes. 

Fuente: Elaboración propia a partir del conjunto de datos vectoriales 1:50,000 INEGI.

Figura 13 Mapa de la curvatura de la pendiente. Los depósitos de caídas de bloques se ubican principalmente en pendientes convexas y con menor proporción en pendientes cóncavas. 

Se realizó el análisis estadístico inferencial mediante el procesamiento de la información en el programa IBM SPSS Statistics, la cual se importó del Sistema de información geográfica (SIG ArcGis, Ilwis, Qgis) y de los datos obtenidos en campo.

Se realizaron las pruebas estadísticas de normalidad de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilk, para determinar el comportamiento de los datos y las pruebas no paramétricas de correlación Rho de Spearman, para determinar si existe correlación entre la línea de energía y las variables: volumen del bloque, pendiente, curvatura de la pendiente y uso de suelo.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Después de analizar la información de los mapas generados por los SIG, así como de los datos y observaciones obtenidos en campo, se concluyó que las variables más relevantes que pudieran influir en las eventualidades del tamaño del bloque y la distancia potencial que éste pueda alcanzar son: la pendiente, curvatura de la pendiente y uso de suelo. ^{Varnes (1984)}, menciona que la pendiente de la ladera, se debe de considerar como un factor condicionante en la inestabilidad de los bloques. En muchos estudios de peligro por caídas de rocas, se considera el ángulo de la pendiente, como una variable independiente y mediante un factor de seguridad cuantifican su tendencia a desestabilizarse (^{Cruden y Varnes, 1996}). Asimismo, las pendientes cóncavas representan mayor riesgo de que los bloques puedan rodar pendiente abajo.

El uso de suelo se consideró, debido a que la población que habita muy cerca del área ejerce fuerte presión sobre el mismo, ya que transita constantemente por el área y realizan, entre otras, actividades deportivas (Figura 14). Se descartó la información obtenida en los mapas de geología, aspecto de la pendiente, curvatura perpendicular a la pendiente y tipos de ladera.

Fuente: Elaboración propia a partir del conjunto de datos vectoriales 1:50,000 INEGI.

Figura 14 Los asentamientos humanos, se localizan muy cerca del escarpe y ejercen fuerte presión sobre la ladera. 

Se utilizaron los datos de tamaño del bloque y la distancia recorrida desde el escarpe, para determinar la tendencia de distribución de los bloques en el terreno; esto se aplicó para los 3 corredores con los datos mapeados (30, 32 y 52 muestras). En las pruebas de normalidad de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilk (Tabla 2), se determinó que los datos no siguen una distribución normal. Únicamente se presenta el diagnóstico de normalidad para uno de los corredores, ya que ninguno cumple con el supuesto de normalidad.

Se analizó la distribución de los datos procesados, mediante las pruebas de normalidad de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilk (Tabla 3), para los tres corredores, considerando las variables: línea de energía (H/L), el volumen del bloque, pendiente, curvatura de la pendiente y el uso de suelo. Del resultado de las pruebas, se comprobó que los datos no siguen una distribución normal.

Para evaluar, el alcance potencial de recorrido de los bloques, a partir del escarpe y conociendo, que los datos no cumplen con el supuesto de normalidad, se realizaron las pruebas no paramétricas de correlación, Rho de Spearman.

De los resultados obtenidos se determinó que entre la línea de energía (H/L) y las variables independientes, uso de suelo, pendiente y volumen del bloque, sí existe correlación (Tabla 4).

Para el uso de suelo se obtuvo una correlación considerable, y es altamente significativa, con un coeficiente de correlación, Rho de Spearman de 0.750, p = 0.002; para la pendiente se tiene una correlación inversa o negativa media y es altamente significativa, con un coeficiente de correlación de -0.412, p= 0.002; y para el volumen del bloque se obtuvo una correlación negativa débil, significativa, con un coeficiente de correlación de -0.334, p=0.016. Para la clasificación de la correlación, se consideró la escala de ^{Hernández-Sampieri (2018)}.

De los resultados obtenidos se comprueba que el grado de la pendiente influye de manera significativa en el alcance potencial del recorrido de los bloques rocosos inestables, que pudieran desprenderse del escarpe. Los bloques rocosos inestables de mayor tamaño, en eventualidades de desprendimientos y caídas, recorren distancias cortas, debido a que cerca del escarpe (casi vertical), las pendientes son mayores de 45° y en menor proporción de 30 a 45°; Los bloques de menor tamaño son los que alcanzan distancias de recorrido mayores, donde las pendientes son en su mayoría de 20 a 30° en la ladera del domo La cantera y de 10 a 20°, donde se localiza la zona habitacional, a una distancia de 120 m del escarpe. El incremento descontrolado de la deforestación en el área, ha dejado al descubierto bloques de rocas, cerca de la zona habitacional, lo cual aunado al tránsito continuo de los habitantes y sus actividades recreativas, la presencia de construcciones informales y de un corte carretero de terracería (localizado entre la parte baja del domo y las casas), todo ello intensifica el potencial alcance de los bloques al caer del escarpe. Asimismo, por las condiciones alteradas del suelo, los bloques rocosos, pueden rebotar y alcanzar distancias mayores. El rebote se presenta cuando la roca desprendida impacta contra la superficie del talud y la magnitud del rebote está definida por los coeficientes de restitución energética que indican la cantidad de energía disipada durante el impacto; el coeficiente de restitución depende de la velocidad y corresponde a la relación entre la velocidad del bloque antes del impacto y la velocidad después del impacto y esta se puede descomponer en dos direcciones: normal y tangencial (coeficiente normal y coeficiente tangencial). Para conocer las trayectorias de los bloques y la distancia a la cual éstos se detienen después de su caída, es importante conocer la geometría del talud, ya que está íntimamente ligada con los coeficientes de restitución (^{Arango, 2014}). ^{Prades et al. (2017)} consideran que la propagación del bloque, está condicionada por su volumen, la geometría de la vertiente, las propiedades elásticas del terreno y la presencia de obstáculos, lo que es fundamental para definir las trayectorias de los bloques, la altura de los rebotes que se puedan producir, las velocidades y los puntos de impacto.

La distancia promedio a partir del escarpe a la ubicación de los depósitos de bloques cartografiados en la ladera, con volúmenes mayores (de 8.7 a 52.5 m³) es de 30 m y a los depósitos de los bloques cartografiados de volúmenes menores (de 0.5 a 8.6 m³) es en promedio de 100 m, limitando con la carretera de terracería en la parte baja de la ladera. Hay muchos bloques de menor tamaño sobre toda la ladera, cubriendo un 40% del área, además de que varios tienen una adherencia al suelo del 10%.

El 46% de la superficie considerada para este estudio está conformada por pendientes cóncavas y éstas favorecen el aumento de la velocidad de los bloques al caer pendiente abajo. El 50% de los depósitos de bloques cartografiados, se ubican en pendientes cóncavas de laderas montañosas y laderas montañosas fuertemente inclinadas a una elevación entre 2466 y 2518 msnm. El 28% del área de estudio presenta zonas de erosión y en varios sitios de la ladera, identificadas con este proceso, se observaron cantidades considerables de rocas de menor tamaño, con posibilidades de acarreo de escombros, por las grandes avenidas durante la presencia de lluvias torrenciales. La tendencia de orientación de las pendientes es en general N-NW.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La Sierra de Guadalupe fue declarada en 1923 como Zona de Protección Forestal y, posteriormente, en 1976, Área Natural Protegida (ANP), sin embargo, los asentamientos humanos sobre las laderas se intensificaron a partir de la década de 1970 a la fecha, a pesar de las medidas implementadas por los gobiernos. Por naturaleza de formación de la sierra, derivada de eventos volcánicos, existe intenso diaclasamiento y fracturamiento, aunado a que en varias partes de la misma había explotación de bancos de material, lo que intensificó el fracturamiento por efectos de voladura. Asimismo las condiciones geológicas, geomorfológicas y la fuerte presión ambiental, social y urbana que se ejerce sobre la Sierra de Guadalupe, aunado a eventos naturales como lluvias torrenciales y la actividad sísmica, detonan en los desprendimientos de rocas y deslizamientos de escombros aumentando el riesgo para la población. En los últimos años con las grandes avenidas durante las lluvias torrenciales se han originado desprendimientos de bloques y flujo de escombros en varias zonas de la sierra, y durante los sismos ocurridos en 2017 se desprendieron varios bloques hacia la parte sur del área de estudio en el domo Cerro Gordo.

La zona de Almárcigo donde se localiza la localidad área Nueva es considerada como una de las áreas de mayor riesgo debido a que los asentamientos se localizan a 120 m aproximadamente del escarpe altamente diaclasado y fracturado, ahí se localizan las colonias Almárcigo Norte, Almárcigo Sur y Santa Cruz . Algunos habitantes de la localidad Área Nueva nos comentaron que en algunas ocasiones se han presentado caídas de bloques sobre la localidad, alcanzado distancias mayores a 300 m (Figura 15).

Figura 15 a) Escarpe del domo La Cantera, el cual presenta fuerte diaclasamiento por enfriamiento y fracturamiento; b) bloques desprendidos del escarpe por volcamiento y su posterior deslizamiento sobre la ladera. 

Se realizó el análisis estadístico inferencial mediante el procesamiento de la información en el programa IBM SPSS Statistics. Se determinó la tendencia de distribución de los bloques en el terreno, con los datos de tamaño del bloque y la distancia recorrida desde el escarpe, mediante las pruebas de normalidad de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilk, que indican que el tamaño del bloque y la distancia recorrida desde el escarpe no presentan una distribución normal.

Las pruebas de normalidad de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilk permitieron estimar las distancias potenciales del viaje del bloque, y usando la línea de energía (H/L) y las variables: volumen del bloque, el grado de pendiente y uso de suelo; se determinó que los bloques no siguen una distribución normal, y la correlación Rho de Spearman muestra que sí existe correlación entre las variables mencionadas y la línea de energía. Para el uso de suelo se obtuvo una correlación considerable, y es altamente significativa, que para la pendiente se tiene una correlación inversa o negativa media y es altamente significativa y para el volumen del bloque se obtuvo una correlación negativa débil, significativa.

El grado de la pendiente es un factor condicionante significativo que determina el alcance potencial del recorrido de los bloques, que pudieran desprenderse del escarpe. Los bloques rocosos de mayor tamaño, al desprenderse, recorren distancias cortas, debido a que cerca del escarpe (casi vertical), las pendientes son mayores de 45 ° y en menor proporción de 30 a 45°. Los bloques de menor tamaño son los que alcanzan distancias mayores, donde las pendientes son en su mayoría de 20 a 30° en la ladera del domo La cantera y de 10 a 20°, donde se localiza la zona habitacional, a una distancia de 120 m del escarpe. Un factor importante que se debe considerar es el coeficiente de restitución que indica la cantidad de energía conservada tras el impacto sobre la superficie y que determina la magnitud de los rebotes. El coeficiente de restitución depende de la velocidad del bloque desprendido al impactar sobre la superficie, la geometría de la pendiente, las propiedades elásticas de la ladera y la presencia de obstáculos, siendo que en gran parte de la ladera la vegetación es casi imperceptible, el espesor del suelo es de unos cuantos centímetros, además del fracturamiento y diaclasamiento presente, puede ocasionar que los bloques al desprenderse puedan rebotar y alcanzar trayectorias mayores.

La zona de estudio presenta desertificación por la alteración de la cubierta vegetal, en algunas porciones de la ladera su ausencia deja al descubierto bloques diaclasados. El crecimiento urbano continúa invadiendo las partes altas, construyendo casas y escuelas (Complejo Educativo “Ricardo Flores Magón”), además de caminos de terracería, incrementando la posibilidad de que los bloques rocosos alcancen distancias mayores e impacten sobre las casas, ocasionando daños considerables a sus habitantes. Además siendo la zona susceptible a lluvias torrenciales y sismos aumenta la probabilidad de ocurrencia a estos eventos. La distancia máxima promedio a partir del escarpe a la ubicación de los depósitos de bloques cartografiados en la ladera, con volúmenes mayores (de 8.7 a 52.5 m³) es de 30 m y a los depósitos de los bloques cartografiados de volúmenes menores (de 0.5 a 8.6 m³) es en promedio de 100 m. Hay muchos bloques de menor tamaño sobre toda la ladera, cubriendo un 40% del área, además de que varios tienen una adherencia al suelo del 10%.

El 46% de la superficie de la zona de estudio, está conformada por pendientes cóncavas. El 50% de los depósitos de bloques cartografiados, se ubican en pendientes cóncavas de laderas montañosas y laderas montañosas fuertemente inclinadas a una elevación entre 2466 y 2518 msnm. El 28% del área presenta zonas de erosión y algunas coinciden con depósitos de rocas de menor tamaño, en donde existe la susceptibilidad por deslizamientos de escombros, durante las grandes avenidas cuando se presentan lluvias torrenciales. La tendencia de orientación de las pendientes es en general N-NW.

El escarpe está fuertemente diaclasado y fracturado por enfriamiento, siendo un factor relevante para determinar el tamaño de los bloques rocosos con peligro de desprenderse.

La sismicidad es un factor detonante para los desprendimientos de bloques inestables toda vez que la zona de estudio está enclavada en la Faja Volcánica Transmexicana, y derivado de los sismos ocurridos en 2017, se presentaron eventos de caídas de bloques en el Cerro Gordo, en la porción sur del área.

Otro factor muy importante, que se debe considerar para un estudio posterior, es el referente a las condiciones hidrometereológicas, ya que durante los últimos años en la Sierra de Guadalupe se han dado un aumento de eventos por deslizamientos de tierra y desprendimientos de bloques, derivados de las lluvias atípicas y caída de granizo, principalmente durante los meses de septiembre y octubre.

Se recomienda que los bloques inestables de mayor tamaño se estabilicen mediante anclajes, evitar se sigan realizando construcciones, estableciendo una franja de seguridad de al menos 100 metros a partir de la base del escarpe hasta los límites con la carretera de terracería y llevar a cabo programas de reforestación con plantaciones forestales propias de la región.

Concientizar a la población sobre los riesgos en la zona por eventos de caídas de rocas y de alguna manera restringir el acceso a fin de prevenir y mitigar algún evento que se pudiera presentar por este tipo de procesos.