Área de estudio

El PT (Figura 1) es el punto más alto del estado de Michoacán, con 3860 msnm y se ubica al oeste de esta entidad. Cuenta con un área natural protegida (ANP) de categoría federal, con carácter de área de protección de flora y fauna. Dicha ANP fue recategorizada como tal en 2009 (anteriormente Parque Nacional, decretado por Lázaro Cárdenas en 1939) y tiene una superficie de 237 km², que cubre parte de los municipios de Tancítaro, Nuevo Parangaricutiro, Peribán y Uruapan (^{SEMARNAT-CONANP, 2017}).

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{INEGI (2013}; ^2018a; ^2018b) y de ^{SEMARNAT-CONANP (2017)}.

Figura 1: Ubicación del área de estudio dentro del Campo Volcánico Michoacán-Guanajuato (CVMG) (límites tomados de ^{Mazzarini et al., 2010}) y este a su vez dentro de la Faja Volcánica Trans-Mexicana (FVTM) (cuyos límites fueron tomados de ^{Ferrari et al., 2012}). Los números junto a los puntos de las localidades son los identificadores que corresponden a la Tabla 1.  

El PT es un estratovolcán extinto que se localiza dentro del Campo Volcánico MichoacánGuanajuato (^{Hasenaka y Carmichael, 1985}), el cual a su vez forma parte de la zona central de la Faja Volcánica Trans-Mexicana, que es un arco volcánico continental que se extiende por más de 1000 km desde el estado de Nayarit hasta Veracruz (^{Demant, 1979}). Este arco volcánico es generado por la subducción de la Placa de Cocos debajo de la Placa Norteamericana (^{Garduño-Monroy et al., 1999}; ^{Ferrari et al., 2000}). El volcán Tancítaro es el más grande, complejo y antiguo estratovolcán de la zona, cuya estructura volcánica data del Cuaternario (^{Morelli et al., 2010}). Su composición es andesítica a dacítica (^{Demant, 1981}) y se le han realizado numerosas dataciones radiométricas, las cuales sugieren que la actividad volcánica comenzó hace unos 793±22 miles de años AP y su última erupción fue hace 237±34 miles de años AP (^{Ownby et al., 2007}). Se han identificado dos avalanchas de escombros de grandes dimensiones (^{Ownby et al., 2007}), de las cuales la mayor está asociada al colapso de la parte este del antiguo edificio volcánico (^{Garduño-Monroy et al., 1999}; ^{Capra et al., 2002}) y abarca un área aproximada de 1155 km² con un volumen calculado de 18 km³ (^{Morelli et al., 2010}); se estima que esta avalancha ocurrió entre los 261 y 238 mil años AP (^{Ownby et al., 2007}).

Estructural y tectónicamente, el PT se ubica en la intersección del Corredor Tarasco (con dirección NE-SO) y la zona de fallas ChapalaOaxaca (con dirección NO-SE), en el límite entre los bloques Michoacán y Guerrero (^{Ownby et al., 2007}; ^{Morelli et al., 2010}). Al noreste del volcán se localiza una gran falla activa denominada San Juanico-Buenavista, la cual se considera causante de la actividad sísmica reciente del área (^{Legrand et al., 2023}; ^{Pacheco et al., 1999}).

En lo que corresponde a la geomorfología, y debido a su variabilidad altitudinal (que sobrepasa los 2000 msnm desde la base a los 3860 msnm en la cima del volcán), esta zona se clasifica dentro del Ambiente Morfogenético denominado Sistema Volcánico Transversal y los paisajes geomorfológicos característicos son las Sierras y los Piedemontes (^{Bocco et al., 1999}). Posteriormente, ^{Fuentes-Junco (2000)} realizó una clasificación a mayor detalle (escala 1:50 000 y 1:25 000), con lo cual obtuvo un total de cinco unidades geomórficas principales subdivididas en 13 subunidades secundarias, 20 unidades de tercer orden y 24 de cuarto orden; se mencionan a continuación las de primer y segundo orden: 1) Sistema Tancítaro, conformado por cimas, laderas y valles; 2) Estructuras volcánicas monogenéticas, conformada por conos volcánicos y domos volcánicos; 3) Derrames lávicos, conformados por mesas de coladas de lava y derrames lávicos; 4) Piedemonte, conformado por laderas, y 5) Planicies, conformado por planicies acumulativas.

La edafología de la zona está caracterizada por una gran variabilidad de tipos y unidades de suelo (50 asociaciones de suelos), pero la predominancia de los suelos está dada por aquellos que provienen de sustratos volcánicos, por lo que los andosoles son los más abundantes, seguido de los regosoles, luvisoles, leptosoles y cambisoles (^{Fuentes Junco y Alvarado-Ramos, 2006}). La vegetación predominante en el PT es el bosque mixto (pino-encinopino) con un área de 20 910 ha, seguido del bosque de abeto con 5640 ha y, en tercer sitio se encuentra el Pinus hartweggi con 2430 ha (^{Fuentes Junco, 2000}). Las especies arbóreas más importantes que se han registrado en esta vegetación natural son: Pinus michoacana, P. montezumae, P. douglassiana, P. leiophylla y P. pseudostrobus, Quercus laurina, Q. rugosa, Abies religiosa y Alnus jorullensis (^{Fuentes Junco y Alvarado-Ramos, 2006}). Sin embargo, existen grandes áreas de vegetación que han sido transformadas para el cultivo de aguacate (23 700 ha), cultivos anuales (4200 ha) y pastizales (380 ha).

Con respecto al clima, es importante mencionar que no existen estaciones meteorológicas en la zona del PT, y las más cercanas son las de Peribán de Ramos, Uruapan y Jicalán. Por lo anterior, se revisaron los datos de la carta de climas elaborada para CONABIO por ^{García (2001)} y a partir de ello, se estima que los cuatro climas en la zona de estudio siguen un patrón altitudinal influenciados en su humedad por la Depresión del Balsas hacia las laderas este, suroeste y sur del PT y por el fenómeno de continentalidad en la ladera norte. El clima con mayor cobertura es el templado, húmedo, temperatura media anual entre 12 y 18 °C; en segundo lugar, se encuentra el semifrío, húmedo con verano fresco largo, temperatura media anual entre 5 y 12 °C; el tercer clima es el templado, subhúmedo, temperatura media anual entre 12 y 18 °C, y el cuarto es el semicálido subhúmedo del grupo C, temperatura media anual mayor de 18 °C.

En lo concerniente a la población, en el área de estudio se contabilizan 66 localidades con un total de 8316 personas (Tabla 1) de acuerdo con el Censo 2020 de ^{INEGI (2021a}; ^2021b).

Análisis de peligros

Para el desarrollo de la presente investigación, la información cartográfica se trabajó en el software ArcGIS 10.5 (^{ESRI, 2009}), donde primero se procedió a delimitar el área de estudio, considerando no solo el ANPPT sino el piedemonte y las áreas de influencia morfológica del volcán, en el cual se asentaban las localidades de interés (Figura 2).

Fuente: elaboración propia con base en Fuentes ^{Junco (2002)}, ^{INEGI (2013}; ^2018a) y ^{Valdés Carrera et al. (2022)}.

Figura 2 Mapa de las principales unidades geomorfológicas del área de estudio, microcuencas, escurrimientos jerarquizados por orden de Strahler y procesos de remoción en masa.  

Para el peligro por PRM, se usó la base de datos realizada y proporcionada por ^{Valdés Carrera et al. (2022)}, a la cual se le sumaron algunos procesos identificados en la presente investigación; con esto se determinó la exposición y áreas más afectadas por flujos y deslizamientos (Figura 2). Para establecer las localidades con cercanía a estos fenómenos se recurrió al uso de la cuadrícula de 1 km, mediante la cual se observaba si había coincidencia dentro de un mismo cuadro o en las vecindades.

Posteriormente, se realizó una identificación detallada de zonas propensas a sufrir colapsos mediante inspección e interpretación visual, basado en las altas pendientes y cercanía a barrancas de ríos y vertientes inclinadas, usando como guía de avance una cuadrícula de 1 km x 1 km, lo que se traduce en 469 celdas y un total de 411.22 km² analizados (Figura 3). Se debe considerar que la zona norte tiene mayor detalle de análisis porque el Modelo Digital de Elevación (MDE) es un LiDAR de cinco metros de resolución, producido por ^{INEGI (2018c)} y el resto del área fue analizado con un MDE de 15 metros del Continuo de Elevaciones Mexicano (CEM), producido por ^{INEGI (2013)}, esta diferencia de resolución es apreciable en la Figura 3; la interpretación se llevó a cabo teniendo como insumos un modelo de pendientes, un sombreado, la red hídrica, los PRM y una imagen satelital de ^{Google Earth (2021)}, finalmente se realizaron un total de 1535 trazos, con una longitud total de 1088 km. Para identificar las zonas de mayor peligro se realizó un sumatoria de las longitudes que había por cada km² y se agruparon en cinco categorías.

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{INEGI (2013}; ^2018a; ^2018c).

Figura 3 Malla de análisis para llevar a cabo la identificación de zonas de potenciales colapsos y cercanía a procesos de remoción en masa.  

A continuación, se llevaron a cabo 11 simulaciones de avalanchas de escombros en el programa Titan2D (^{GMFG, 2007}), un software informático desarrollado con el propósito de simular flujos de masas geológicas tales como avalanchas granulares secas, avalanchas de escombros y deslizamientos de tierra sobre modelos de elevación digital del terreno natural. Este código combina simulaciones numéricas de un flujo sobre datos de elevación digital del terreno soportados en un sistema operativo de Linux (^{Canonical-Ltd., 2012}). Los insumos para las simulaciones fueron el MDE con tamaño de pixel de 15 metros (^{INEGI, 2013}) y los parámetros utilizados en la modelación son las coordenadas del punto de partida, altura máxima inicial del material a colapsar, ángulo de fricción interna, ángulo de fricción basal, tamaño y orientación de la pila (pila se refiere el material o promontorio a ser movilizado), velocidad y dirección del movimiento (Figura 4). Para este caso, se usó un ángulo de fricción interna de 50° para todas las simulaciones, debido a que la litología del lugar corresponde a andesitas, que en la bibliografía se reportan con un máximo de 55° y un mínimo de 50° (^{Danciu et al., 2021}; ^{Villeneuve y Heap, 2021}); para el ángulo de fricción basal se usó un valor general de 20°, considerándolo como un escenario catastrófico donde la movilidad de una avalancha pudiera ser alta. Los puntos de partida de las simulaciones se eligieron considerando los factores de alta pendiente, disponibilidad de material, cercanía a localidades y, principalmente, presencia previa de PRM en las áreas contiguas.

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{INEGI (2013}; ^2018a).

Figura 4 Mapa de localización de las pilas, sus áreas, así como la descripción de los parámetros de simulación.  

Finalmente, se realizó un análisis del nivel exposición por cercanía de las localidades con respecto a los cauces de los ríos. Para esto se generaron las microcuencas y la red hídrica a partir de los MDE LiDAR (para la parte norte) y el de 15 metros (resto del área). Adicionalmente, se contó con la red hídrica elaborada por ^{Fuentes Junco (2002)}. Se compararon estas tres redes hídricas y se trabajó con la proporcionada por Fuentes Junco, aunque se le realizaron correcciones y adecuaciones de acuerdo con la red hidrográfica realizada con el MDE LiDAR. A partir de esa red hídrica se determinaron las jerarquías de los cauces con el método de ^{Strahler (1957)} (Figura 2) y se les asignaron buffers de exposición de acuerdo con la jerarquía u orden del cauce (orden 1 = 5 metros de distancia, 2 = 10 metros, 3 = 20 metros, 4 = 30 metros y 5 = 50 metros hacia cada lado del cauce). Para inundaciones no se hizo análisis de riesgo, únicamente de la vulnerabilidad.

Análisis de la vulnerabilidad

Este trabajo se enfocó en la vulnerabilidad por exposición, sensibilidad y resiliencia para los distintos elementos (la población, la infraestructura y los recursos económico-ambientales) mediante la implementación del modelo SAVE (^{Morales-Manilla y Prieto, 2010}; ^{Morales-Manilla, 2010}). Las relaciones espaciales de la población fueron analizadas a partir de los datos del Censo 2020, los cuales están disponibles por manzana para localidades urbanas (^{INEGI, 2021b}) y por localidad para áreas rurales (^{INEGI, 2021a}). La información por manzanas en shapefile usada fue la del inventario nacional de viviendas 2020 (^{INEGI, 2020}) (Figura 5).

Fuente: elaboración propia con base en ^{INEGI (2013}; ^2018a; ²⁰²⁰; ^2021a; ^2021b).

Figura 5 Ubicación de las localidades y su número de habitantes (numerales junto a los círculos). Para las manzanas de Peribán y Tancítaro se muestran los rangos correspondientes a la densidad de población.  

Las variables que se consideraron para el análisis de sensibilidad de la población fueron (Tabla 1): a) población de 0 a 14 años; b) población de 60 años y más; c) población con discapacidad; d) población de 15 años y más analfabeta; e) población en hogares censales con persona de referencia mujer; f) viviendas particulares habitadas que no disponen de automóvil o camioneta, ni de motocicleta o motoneta; g) viviendas particulares habitadas sin ningún bien, y h) viviendas particulares habitadas sin tecnologías de la información y de la comunicación (TIC). Para el análisis de la resiliencia se contemplaron las variables de: a) población de 12 años y más ocupada y b) población afiliada a servicios de salud. Estas variables se estandarizaron con respecto al máximo porcentaje de cada una de ellas y luego se dividieron en cinco categorías de igual intervalo (los cuales, posteriormente, su usaron como niveles, de muy bajo a muy alto).

Otro insumo para el análisis de la vulnerabilidad fue una encuesta para identificar el nivel de percepción del riesgo, que fue llevada a cabo mediante la aplicación de un cuestionario entre los pobladores (Figura 6). El cuestionario se diseñó para ser aplicado exclusivamente a la población en zonas de peligro previamente identificado y consistió en leer a las personas una serie de preguntas cerradas y abiertas, las cuales iban siendo respondidas a mano por los encuestadores en un formato impreso (Anexo 1). La aplicación se realizó mediante visita aleatoria a las viviendas, con las restricciones de que los encuestados fueran mayores de edad y que ese fuera su lugar de residencia al momento de contestar. Los cuestionarios se aplicaron del 6 al 11 de noviembre de 2021 y el 30 de abril de 2022. El tamaño de la muestra se determinó con base a los 6083 habitantes mayores de edad asentados en zonas de peligro, con un nivel de confianza del 95% y un intervalo de confianza de 8.68. De acuerdo con lo anterior, el tamaño de muestra fue de 125 cuestionarios, aplicados por muestreo aleatorio simple (^{Tamayo y Tamayo, 2003}; ^{Onwuegbuzie y Collins, 2007}) y tratando de no realizarlos tan cerca uno de otro.

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{INEGI (2013}; ^2018a; ²⁰²⁰; ^2021a; ^2021b).

Figura 6 Mapa de ubicación de los cuestionarios aplicados, así como de las localidades y manzanas que fueron analizadas como parte de la vulnerabilidad.  

La información requerida para la evaluación de la vulnerabilidad de la infraestructura (para este elemento solo se consideró la sensibilidad) fue obtenida de los datos vectoriales escala 1:50 000, claves de carta E13B28, E13B29, E13B38 y E13B39, producidos por ^{INEGI (2018a)} y los datos vectoriales de la Red Nacional de Caminos, producido por ^{IMT-SCT-INEGI (2021)}. La evaluación de la vulnerabilidad (sensibilidad) de los recursos naturales (y actividades agrícolas) se basó en el mapa de uso de suelo presentado por ^{Valdés-Carrera et al. (2022)}, el cual fue modificado y actualizado para este trabajo.

Análisis integrado del riesgo

Las capas generadas anteriormente, tanto de peligro como de vulnerabilidad, se normalizaron a cinco rangos para hacer los cruces de capas con valores similares. Sólo en el caso de percepción del riesgo se usaron tres valores, por el tipo de respuesta que nos dieron las personas encuestadas.

Peligros

PRM y posibles colapsos

En el mapa de la Figura 7 se pueden apreciar las localidades que presentan mayor cercanía a los PRM ocurridos, y por tanto se les asignaron valores altos de peligrosidad. Los cuadros en distintos colores nos indican el acumulado de zonas propensas a colapsos que fueron identificadas, cuyas zonas de mayor peligro se reconocen por el color rojo, mientras que las de menor peligro se identifican por el color verde.

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{INEGI (2013}; ^2018a) y ^{Valdés-Carrera et al., (2022)}.

Figura 7 Niveles de peligro por cercanía a áreas con Procesos de Remoción en Masa (PRM) y densidad de posibles colapsos identificados para el área de estudio.  

Simulaciones de avalanchas de escombros

Las alturas de depósitos a partir de los cuales se determinó el nivel de peligro fueron los siguientes: 0.1 a 0.5 metros de altura = peligro muy bajo, 0.51 a 1 metros de altura = peligro bajo, 1.1 a 2 metros = peligro medio, 2.1 a 3 metros = peligro alto y +3 metros = peligro muy alto. Estos niveles se determinaron tomando en cuenta las posibles afectaciones y daños que pudieran sufrir las personas y sus bienes ante la ocurrencia de una avalancha de escombros. Como podemos observar en la Figura 8, las localidades que podrían resultar afectadas serían El Leal (Peribán), El Jazmín, La Joya y la parte norte de la cabecera municipal (Tancítaro), Pácata y Rancho Nuevo (Nuevo Parangaricutiro) y algunos caminos de los tres municipios mencionados.

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{INEGI (2013}; ^2018a).

Figura 8 Resultados de las simulaciones de avalanchas y sus alturas de depósito. Los números junto a las avalanchas se corresponden con los de la tabla de la Figura 4.  

Inundaciones

Se identificaron varias localidades con altos niveles de exposición a inundaciones, basándonos en la cercanía a los distintos escurrimientos previamente jerarquizados por orden de Strahler, estas áreas pobladas se muestran en el mapa de la Figura 9. Al respecto se mencionan como localidades de especial atención Peribán, Zirimondiro, Santa Ana Zirosto, Araparícuaro y Choritiro (por ser las de mayor población).

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{Fuentes Junco (2002)} e ^{INEGI (2013}; ^2018a; ^2021a; ^2021b).

Figura 9 Nivel de exposición a inundaciones por cercanía para las localidades y manzanas de la zona de estudio.  

Vulnerabilidad

En la Figura 10 se muestran los resultados relativos a la sensibilidad de los habitantes asentados en el área de estudio. Podemos identificar que las localidades con más altos niveles de sensibilidad son La Toma y el Pino, del municipio de Peribán, al igual que una de las manzanas situadas al norte de esa cabecera municipal.

Fuente: elaboración propia con base en los datos de ^{INEGI (2021a}; ^2021b). Nota: los números nos muestran el nivel de sensibilidad para cada elemento analizado. ND significa no disponible, debido a que INEGI no proporciona detalles de las características de la población cuando el número de habitantes en la localidad es muy bajo (menor a 10).

Figura 10 Mapa de sensibilidad para las localidades y manzanas del área de estudio. 

En el mapa de la Figura 11 se muestran las características de la población con respecto a la resiliencia, en este caso, mientras más alta es mejor, con lo cual tienen más posibilidades de recuperarse frente a un agente perturbador. Las localidades de principal atención, por tener bajos niveles de resiliencia, son La Loma, El Capillo y el Pino -del municipio de Peribán- y Choritiro, La Chivera y Encino Blanco (del municipio de Tancítaro); mientras que las manzanas con más bajos niveles de resiliencia se presentan al sur y este de la cabecera municipal de Peribán y en Tancítaro se localizan al este de la cabecera municipal.

Fuente: elaboración propia con base en los datos de ^{INEGI (2021a}; ^2021b). Nota: los números nos muestran el nivel de sensibilidad para cada elemento analizado. ND significa no disponible, debido a que INEGI no proporciona detalles de las características de la población cuando el número de habitantes en la localidad es muy bajo (menor a 10).

Figura 11 Mapa de resiliencia para las localidades y manzanas del área de estudio. 

Con respecto a la sensibilidad de la infraestructura, se presenta el mapa de la Figura 12, en la cual se muestran en tonos rojos las infraestructuras con mayor nivel de sensibilidad y en verde las de menor. Esta categorización se realizó teniendo en cuenta las deficiencias y complicaciones que se tendrían si este elemento se llega a dañar o perder durante la ocurrencia de un peligro.

Fuente: elaboración propia teniendo como insumos los datos de ^{IMT-SCT-INEGI (2021)} e ^{INEGI (2018a}; ^2021a; ^2021b).

Figura 12 Mapa de sensibilidad de la infraestructura presente en el área de estudio. 

En el mapa de la Figura 13 se muestran los distintos niveles de sensibilidad para los recursos naturales y actividades agrícolas de la zona de estudio. Además, en la Tabla 2 podemos apreciar las áreas y porcentajes ocupados por cada elemento. La categorización de la sensibilidad se realizó considerando las afectaciones, costos y tiempo de recuperación del elemento.

Fuente: elaboración propia con base y modificación de ^{Valdés-Carrera et al. (2022)}.

Figura 13 Mapa de sensibilidad de los recursos naturales y las actividades agrícolas del área de estudio. 

Los resultados de la evaluación de la percepción del riesgo de los pobladores se muestran en el mapa de la Figura 14, donde podemos apreciar la distribución espacial de las respuestas. En este caso, es de llamar la atención que existen personas en la zona del desastre de Peribán (de 2018) que no advierten el peligro; del mismo modo, en Zirimondiro existen personas asentadas en las barrancas de los ríos que no perciben peligros, siendo estas áreas las más propensas a la ocurrencia de un desastre.

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{INEGI (2013}; ^2018a; ^2018b; ²⁰²⁰⁾.

Figura 14 Mapa de percepción del riesgo según los encuestados de la zona de estudio.  

Análisis del riesgo desglosado

En el mapa de la Figura 15 se muestran los distintos niveles de riesgo de la población por los PRM, obtenidos de la suma de la vulnerabilidad y el peligro, también se presenta la vulnerabilidad (exposición más sensibilidad, menos resiliencia) a inundación. Posteriormente, en el mapa de la Figura 16 podemos observar el riesgo para la infraestructura del área, estas variables fueron analizadas en formato ráster. Finalmente, en el mapa de la Figura 17 podemos apreciar los resultados del riesgo para los recursos naturales y las actividades agrícolas (que son de alta relevancia) para la zona de estudio. Para inundaciones, se muestra únicamente la vulnerabilidad.

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{Fuentes Junco (2002)}, ^{INEGI (2013}; ^2018a; ^2021a; ^2021b) y ^{Valdés-Carrera et al. (2022)}.

Figura 15 Mapa del riesgo según la población por PRM y vulnerabilidad a inundación. La línea negra indica el área de estudio y las líneas grises son las manzanas fuera del área de estudio.  

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{Fuentes Junco (2002)}, ^{INEGI (2013}; ^2018a; ^2021a; ^2021b), ^{IMT-SCT-INEGI (2021)} y ^{Valdés-Carrera et al. (2022)}. Nota: para el caso de los procesos de remoción en masa no se encontraron coincidencias por lo tanto se considera que no existe riesgo por los procesos ocurridos y en este mapa se despliegan únicamente las características y niveles de la vulnerabilidad y el peligro.

Figura 16 Mapa del riesgo para la infraestructura por PRM y vulnerabilidad a inundación.  

Fuente: elaboración propia con insumos de ^{Fuentes Junco (2002)}, ^{INEGI (2013}; ^2018a; ^2021a; ^2021b) y ^{Valdés-Carrera et al. (2022)}.

Figura 17 Mapa de riesgo por PRM para los recursos naturales y las actividades agrícolas y de vulnerabilidad a inundación.