MODELO COMPUTACIONAL PARA LA SIMULACIÓN DE SUBSIDENCIA POR ABATIMIENTO DEL NIVEL FREÁTICO EN ACUÍFEROS LIBRES GRANULARES
En este trabajo se presenta una descripción del script versión 1.0 de un programa computacional escrito en python para la simulación numérica de la subsidencia en un acuíferos libres granulares, causada por el abatimiento del nivel freático. El programa está basado en el modelo de subsidencia propuesto por Pacheco-Martínez y Arzate-Flores (2007), quienes introducen los conceptos de “peso volumétrico aparente” e “incremento aparente del peso volumétrico”. Según el modelo, conforme el nivel freático desciende, la porción del subsuelo que pasa de estar saturada a no saturada pierde sustentación hidráulica, por lo que su peso volumétrico aparente aumenta. La pérdida de sustentación hidráulica resulta en un incremento de los esfuerzos efectivos que son soportados por la estructura sólida del relleno granular, lo que a su vez provoca la deformación vertical que se conoce como subsidencia.
Esta deformación puede ser calculada a partir de un modelo geométrico del acuífero que incluye el lecho rocoso que le subyace, pues este es considerado como fijo en la simulación y proporciona condiciones de frontera. El cálculo también requiere conocer, para cada estrato o unidad geológica en el acuífero; su módulo de elasticidad, su peso volumétrico y la humedad remanente tras el abatimiento del nivel freático.
La utilidad de este programa reside en su potencial predictivo, pues permite simular cuantitativamente el proceso de subsidencia para un abatimiento arbitrario del nivel freático en el acuífero. Con esta simulación se pueden hacer posteriormente análisis de riesgos potenciales causados por la subsidencia, como cambios en el drenaje superficial, posibles afectaciones a edificaciones por asentamiento diferencial, e incluso predecir la formación de fallas y fracturas del terreno.
Pacheco-Martínez, J., and J. Arzate-Flores. 2007. “Análisis multicapa de la subsidencia en el valle de Querétaro, México.” Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 24 (3): 389–402.