¿Cómo se relacionan las fallas en el Metro con el hundimiento de la CDMX?

El sistema de Transporte Colectivo (Metro) juega una función primordial en la ciudad de México, transportando diariamente más de cuatro millones de pasajeros. A pesar de esto, sabemos de forma vasta y penosa que su servicio, muchas veces, deja bastante que desear debido a los retrasos y fallas que presenta continuamente.

Con el uso de la tecnología, actualmente estos desperfectos pueden  atribuirse y estudiarse debido a la deformación de la superficie  producto del hundimiento de la ciudad.

La Ciudad de México es una de las metrópolis con las más altas tasas de hundimiento en el mundo, debido a su ubicación en una zona lacustre, que puede derivar en inundaciones y fracturas superficiales. Cada año la ciudad se hunde aproximadamente 38 cm [1].

El hecho de que este hundimiento provoque daños, interrupciones en la operación y accidentes en el metro es una perspectiva novedosa producto del trabajo de investigación del Ingeniero geólogo Darío Solano Rojas egresado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM,  (que actualmente realiza sus estudios en Geofísica en la Universidad de Miami), el Dr. Enrique Cabral Cano del Instituto de Geofísica de la UNAM y otros investigadores asociados [1] [2].

En el estudio se analizaron solamente 93 km del Metro que recorren la ciudad de forma superficial [1] [2], descartando parte de la red que corre bajo la tierra (133.4 km) [3].

¿Cómo saben que zonas de la ciudad se están hundiendo?

En este estudio Solano y colaboradores emplearon las observaciones realizadas mediante Interferometría de Radar de Apertura Sintética (InSAR) para monitorear el hundimiento del terreno en la ciudad y detectar si existía subsidencia diferencial en las zonas superficiales que abarcaba el Metro [1] [2].

Para entender cómo funciona esta tecnología es importante revisar los siguientes conceptos:

  • El RADAR es una técnica de sensores remotos donde se ilumina un objetivo con microondas y la señal que se refleja se emplea para registrar la distancia del objetivo y generar una imagen bidimensional. Su resolución es de 5 y 10 km.
  • El SAR (Radar de Apertura Sintética) permite generar imágenes de RADAR con mayor resolución (de 20 a 100 m) ya que combina las técnicas de procesamiento de señal con la información de las órbitas de satélites.
  • En el InSAR se analizan dos imágenes SAR desde puntos diferentes para generar imágenes de la topografía en la superficie y así detectar cambios o desplazamientos del terreno con precisión de milímetros [4] (Fig.1).
uno

Fig.1. Representación del funcionamiento del InSAR.

De esta forma los investigadores analizaron las imágenes de dos fuentes satelitales [1]:

  • Del Satélite TerraSAR-X del Centro Aeroespacial Alemán [5]. Las imágenes fueron obtenidas del 2011 al 2013.
  • Y de la constelación italiana de satélites COSMO-SkyMed. Con estos satélites obtuvieron imágenes del 2011 al 2012.

Teniendo las imágenes de los satélites, estas se procesan y se obtienen gradientes de hundimiento.

Con estos análisis los investigadores pudieron reconocer las siguientes consecuencias:

Deflexión en los rieles de viaductos elevados y en los rieles que corren a nivel de calle, alteraciones en las columnas de carga y emersión aparente afectando infraestructura de los alrededores.

Este hundimiento diferencial provoca que las vías comiencen a doblarse y cambiar de pendiente [2]. El diseño original de las vías del Metro poseía una pendiente de 3% (unos 1.72°) pero con el hundimiento de la ciudad a lo largo de los años la pendiente ha cambiado a más de 7% (4°) y ¿cuál es la consecuencia? Pues que los trenes tengan dificultades para frenar, tal como sucedió en 2015 en la estación Oceanía al provocar un accidente al chocar con otro convoy [2][6] (Fig.2).

 Los investigadores pudieron asociar estos hundimientos con problemas y fallas en las vías del Metro registradas por medios de comunicación principalmente en la línea A.

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Fig. 2. El hundimiento de la ciudad de México provoca cambios en los edificios y en la pendiente en el metro lo que ocasiona que los trenes no puedan frenar.

El interés en este tipo de estudio es poder unir las técnicas usadas en el campo de Ciencias de la Tierra y los parámetros ingenieriles, de tal forma que pueden ser utilizados para generar mapas de riesgo y que la administración del Metro y las autoridades las contemplen durante el mantenimiento y la planeación de nuevas líneas del Metro [2].

 

Fuentes de consulta

[1] Solano, R. (2017, December 13). Differential subsidence in Mexico City and implications to its Collective Transport System. (Metro). American Geophysical Union Meeting https://agu.confex.com/agu/fm17/meetingapp.cgi/Paper/294338

[2] Kornei,  K. (2017, December 20). Sinking of Mexico City linked to metro accident, with more to come.

http://www.sciencemag.org/news/2017/12/sinking-mexico-city-linked-metro-accident-more-come?utm_source=sciencemagazine&utm_medium=facebook-text&utm_campaign=mexicometro-17025

[3] Metro CDMX. Cifras de operación. http://www.metro.cdmx.gob.mx/operacion/cifras-de-operacion

[4] Solano Rojas D. 2013. Evaluaciones de riesgo por fallamiento asociado a subsidencia derivadas de insar. Tesis de Licenciatura en Ingeniería Geológica UNAM. 137 pp.

[5] TSX (TerraSAR-X) Mission https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/t/terrasar-x

[6] Animal Político (21 de Diciembre 2017). Hundimiento de la CDMX podría provocar accidentes en el Metro; la zona oriente con más riesgos http://www.animalpolitico.com/2017/12/hundimiento-cdmx-accidentes-metro/

Glosario

Subsidencia: Hundimiento progresivo de la superficie del terreno como consecuencia de trabajos de minería, colapso de cavidades subterráneas, extracción de agua o de petróleo, o de desecación.

Deflexión: Desviación de la dirección de un fluido o de una corriente.

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