Cuando el Mount St. Helens (EE. UU.) explotó el 18 de mayo de 1980, la ladera norte del volcán colapsó, desencadenando uno de los mayores deslizamientos de tierra registrados hasta el momento. Solo las cifras de lo que supuso este movimiento de tierras asustan: 2,8 km cúbicos de tierra desplazados y un recorrido de 22,5 km.
Los deslizamientos de ladera generan, sin duda, enormes pérdidas económicas en todo el mundo. Pero predecir su ocurrencia es muy complejo porque en su origen intervienen numerosas fuerzas y fenómenos externos. No obstante, la capacidad de monitorización que nos brindan los satélites y las tecnologías sensóricas están permitiendo profundizar en este campo. El objetivo, proporcionar una mejor calidad de vida a los habitantes de las áreas propensas a estos eventos y contribuir a reducir los impactos que se producen sobre las infraestructuras lineales.
¿Cómo ayuda la tecnología a minimizar los impactos de los deslizamientos de tierra?
Las técnicas para mitigar los efectos de los corrimientos de tierras han avanzado mucho en los últimos años. Muchas de ellas, como, por ejemplo, la construcción de bancales o muros de retención, están orientadas a estabilizar las laderas.
Pero en este artículo nos vamos a centrar en las metodologías que, hasta cierto punto, facilitan la predicción de estos movimientos de ladera.
Los sistemas de alerta temprana de deslizamientos, tecnología para prevenir antes que curar
A diferencia de las obras estructurales que mencionamos en el párrafo anterior, los sistemas de alerta temprana de deslizamiento se encuadran en lo que se conoce como “medidas no estructurales”.
Un sistema de alerta temprana se puede definir como un «dispositivo, sistema o conjunto de capacidades que genera y difunde información oportuna y significativa para permitir a las personas, comunidades y organizaciones amenazadas por un peligro (en este caso, un movimiento de ladera) actuar oportuna y adecuadamente para evitar o reducir el impacto de la amenaza» (1).
Estas soluciones suelen incluir, por lo general:
- un modelo de deslizamiento, que evalúa los efectos de la pendiente, el tipo de suelo o la filtración de agua en el desencadenamiento de un evento y al que se agregan los datos capturados por los instrumentos de monitorización;
- un modelo de alerta, que establece los procedimientos de decisión necesarios para emitir los niveles de alerta;
- mecanismos de difusión, comunicación y educación en torno a las alertas;
- programas de participación comunitaria; y,
- planes de acción de emergencia.
Estos sistemas están despertando gran interés por ventajas tales como (2):
- Menor coste económico y ambiental en comparación con las medidas estructurales.
- El continuo desarrollo de nuevas tecnologías de monitorización.
- La mayor disponibilidad de bases de datos fiables para calibrar los modelos de alerta.
Su utilidad se ha puesto a prueba en numerosas ocasiones. Ejemplo de esto fue el deslizamiento de Montecito (California), en enero de 2018, donde gracias a los avisos previos se pudo evacuar a la mayor parte de la población (aún así, perecieron más de 20 personas).
No obstante, uno de los principales handicaps es implementar este tipo de soluciones en los países en desarrollo, donde el número de víctimas que registran este tipo de fenómenos es mucho mayor.
Diseñando un sistema de alerta útil
El peligro de deslizamiento se ha estimado habitualmente mediante técnicas manuales (por ejemplo, inspecciones visuales sobre el terreno). Pero este tipo de metodologías están condicionadas por aspectos como la accesibilidad o la disponibilidad de recursos.
La progresiva introducción de la tecnología en este campo ha facilitado las tareas de evaluación y la creación de modelos cada vez más fiables. Así, la monitorización remota, apoyada por satélites como el sistema chino BeiDou, está permitiendo controlar las zonas proclives a los corrimientos con una gran precisión. Esta capacidad de vigilancia se traduce en núcleos de población que se evacúan a tiempo y vidas que se salvan.
Sin embargo, estos métodos no siempre son accesibles por el coste que suponen y el nivel de conocimiento específico que implican (3). Y en este sentido, la introducción del internet de las cosas (IoT) está posibilitando una nueva vuelta de tuerca a la monitorización remota, abriendo la posibilidad a democratizar su uso.
¿Qué actividades y parámetros se pueden monitorizar con dispositivos IoT? En primer lugar, es necesario saber qué factores pueden servir mejor como indicadores de alerta temprana. Los más habituales son:
- Deformación del terreno, que se controla a través del desplazamiento, la velocidad o las emisiones acústicas. Los dispositivos más habituales para su supervisión son los GPS, los inclinómetros o los acelerómetros.
- Precipitaciones, donde cobran especial importancia los pluviómetros o estaciones meteorológicas.
- Presión de los poros de agua para monitorizar las condiciones de las aguas subterráneas, que se suele medir a través de piezómetros.
- Humedad del suelo para conocer el contenido de agua, que se controla con sensores dieléctricos.
La experiencia de Arantec en la monitorización de deslizamientos de tierra
En Arantec llevamos años monitorizando variables ambientales y fenómenos tales como aludes de nieve, actividad en la que somos una de las empresas de referencia. Es decir, disponemos de la tecnología y el conocimiento necesario para acometer este tipo de tareas.
Pero hasta hace poco no hemos tenido ocasión de participar en un proyecto para evaluar el peligro de deslizamientos. Esta oportunidad nos ha llegado gracias al proyecto PyrMove del programa Interreg POCTEFA. Esta iniciativa tiene por objetivo desarrollar e implementar herramientas para reducir y gestionar el riesgo asociado a los deslizamientos de tierra en Pirineos. Con esta premisa y como puedes ver en las imágenes incluidas a continuación, hemos instalado una red de sensores de humedad del suelo y una estación meteorológica automática usando como tecnologías de comunicación LoRaWAN y 3G.
¿Qué son los deslizamientos de tierra?
Es posible que, echando mano de una analogía constructiva, hayamos empezado el artículo por el tejado. Pero a veces nos puede el entusiasmo por mostrarte todo lo que la tecnología IoT que ofrecemos desde Arantec puede hacer para mejorar la vida de las personas.
No obstante, las bases del conocimientos sobre las que se sustentan estas innovaciones tecnológicas no son menos importantes. Así que vamos a explicarte por qué es necesario echar mano de todos estos avances empezando por el principio, por definir qué es un deslizamiento de tierra.
Tipos de movimientos de ladera
Los deslizamientos, en su acepción general, son movimientos del terreno que se caracterizan por el desplazamiento de materiales (suelo, roca o materiales orgánicos) a lo largo de una pendiente y por efecto de la gravedad.
Como señala el Servicio Geológico de EE.UU. (4) y González Vallejo (6), se pueden distinguir varios tipos de deslizamientos :
- Según el material: roca o suelo (o ambos). La tipología “suelo” se clasifica a su vez en “tierra” (partículas del tamaño de la arena o más pequeñas) o “escombros” (fragmentos más grandes).
- Según el tipo de movimiento:
- Caídas, desprendimientos o avalanchas, ligados a taludes verticales o casi verticales. En estos casos, los materiales caen, rebotan o ruedan, pudiendo alcanzar grandes velocidades.
- Deslizamiento, en el que las rocas o el suelo se mueven a favor de la pendiente sobre una o varias superficies de rotura bien definidas. Se suelen asociar a pendientes de entre 35-80 % y la masa tiene tendencia a comportarse como una unidad de velocidad variable.
- Flujos o coladas, donde el agua hace que el suelo, los derrubios o los bloques rocosos se comporten como un fluido. Suelen verse sometidos a una deformación continua y no se aprecian superficies de rotura definidas.
- Desplazamientos laterales, donde los bloques rocosos o masas de suelo se desplazan sobre un material blando. Suelen moverse de forma lateral a escasa velocidad, en zonas de escasa pendiente.
En la siguiente imagen, extraída de la publicación “Ingeniería geológica” (6), se pueden ver los diferentes tipos de deslizamientos existentes según su movimiento.
Diferenciar qué tipo de deslizamiento es habitual en una zona es fundamental. Al fin y al cabo y gracias a esta investigación previa, se implementarán unas medidas de mitigación u otras.
Causas de los deslizamientos de ladera y consecuencias
En párrafos anteriores se han señalado algunos agentes, como el agua, que contribuyen a desencadenar este tipo de procesos geológicos. Pero las circunstancias que pueden dar origen a un deslizamiento son variadas.
En general, se pueden distinguir dos causas que difieren entre sí por su naturaleza:
- Causas naturales, como el agua (saturación del terreno, uno de los principales orígenes), actividad sísmica, actividad volcánica o procesos erosivos.
- Causas humanas o antrópicas, un factor importante capaz de modificar las condiciones y fuerzas que actúan sobre las laderas. De hecho, se considera que los deslizamientos son «el peligro de origen geológico más condicionado por el hombre» (7). De este modo, acciones como la construcción de infraestructuras que desestabilizan las pendientes, los cambios en los sistemas de drenaje natural o la deforestación, que debilita el suelo, pueden ser el origen de catastróficos corrimientos de tierra.
A estos factores desencadenantes hay que añadir, por supuesto, los condicionantes del terreno. Es decir, las propiedades intrínsecas de los materiales y la morfología de la ladera.
Las consecuencias de los deslizamientos de tierras se dejan notar de forma especial en las pérdidas socioeconómicas que ocasionan. Las infraestructuras lineales son, por ejemplo, uno de los elementos sobre los que mayor afección tiene un desprendimiento. Así, este fenómeno supone en España el segundo mayor coste solo por detrás de los efectos que generan las inundaciones.
No obstante, en países montañosos, con asentamientos humanos densos y en muchos casos, irregulares, el impacto puede ser dramático. El siguiente mapa, que refleja el número de víctimas provocadas por deslizamientos entre 2004 y 2017, es muestra del peaje que se cobran los movimientos de ladera en algunas zonas del planeta.
Conclusión
Los deslizamientos de tierra, movimientos de ladera o deslaves, en su acepción más amplia, esto es, movimientos del terreno, generan cada año enormes pérdidas económicas y varios cientos de víctimas, especialmente en los países de medianos y bajos ingresos. Predecir su ocurrencia es complicado. Pero la reducción en el coste de sistemas de monitorización como las precipitaciones, uno de los principales desencadenantes, facilita que cada vez más países tengan acceso a, al menos, un sistema básico de alerta temprana.
Y en Arantec nos apasiona la tecnología que ayuda a salvar vidas.
Fuentes consultadas:
- (1) Guzzetti, F., Gariano, S., Peruccacci, S., Brunetti, M., Marchesini, I., Rossi, M., & Melillo, M. (2020). Geographical landslide early warning systems. Earth-Science Reviews, 200, 102973. doi: 10.1016/j.earscirev.2019.102973
- (2) Pecoraro, G., Calvello, M., & Piciullo, L. (2018). Monitoring strategies for local landslide early warning systems. Landslides. doi:10.1007/s10346-018-1068-z
- (3) Butler, M., Angelopoulos, M., & Mahy, D. (2019). Efficient IoT-enabled Landslide Monitoring. 2019 IEEE 5th World Forum on Internet of Things (WF-IoT). doi:10.1109/wf-iot.2019.8767201
- (4) Highland, L.M., Bobrowsky, P. (2008). The landslide handbook—A guide to understanding landslides. Reston, Virginia, U.S. Geological Survey Circular 1325, 129 p.. Disponible en https://pubs.usgs.gov/circ/1325/
- (5) Jiménez, J. (2005) Análisis de la susceptibilidad a los movimientos de ladera mediante un SIG en la cuenca vertiente al embalse de Rules, Granada.Tesis doctoral, Universidad de Granada, Departamento de Ingenieria Civil, Granada. Disponible en http://www.ugr.es/~ren03366/DEA/TEMAS/memoria/DEA_J.Jimenez.pdf
- (6) González de Vallejo, L.I. (coordinador) (2002). Ingeniería geológica. Precinte Hall. Madrid, 744 p.
- (7) Ferrer, M., García, J.C. (2005). Análisis de la vulnerabilidad por movimientos de ladera: Desarrollo de las metodologías para evaluación y cartografía de la vulnerabilidad. Memoria de Proyecto. Disponible en http://info.igme.es/SidPDF/113000/263/113263_0000010.pdf
