LOS LAHARES DEL POPOCATÉPETL: OBTENCIÓN Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN PARA LA PREVENCIÓN DE RIESGOS.

LOS LAHARES DEL POPOCATÉPETL: OBTENCIÓN Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN PARA LA PREVENCIÓN DE RIESGOS. TESIS DOCTORAL Tesis doctoral que presenta Esperanza Muñoz Salinas Bajo la dirección del Dr. David Palacios Estremera 2007 Quiero dedicar esta tesis doctoral a mis padres y a Miguel Castillo. También a Manlio, Rosabel y Vania. Agradecimientos Tras concluir la investigación que tiene por título “los lahares del Popocatépetl: obtención y tratamiento de la información para la prevención de riesgos”, soy consciente de que una gran cantidad de personas han hecho posible que haya sido capaz de llevarla a cabo, ya que de una manera o de otra, han intervenido en distintos aspectos de la misma. Por este motivo, es mi deseo agradecerles a todos ellos su apoyo, tiempo y dedicación. En primer lugar, quiero expresar mi agradecimiento al que ha sido el asesor de esta tesis doctoral, el Dr. David Palacios Estremera, por sus revisiones y comentarios a lo largo de los casi cinco años de trabajo entre el proyecto de investigación para la obtención del DEA y la tesis doctoral. Además, le estoy agradecida por permitirme colaborar en su proyecto de investigación, con título “Elaboración de un método de prevención integral frente a riesgos hidrovolcánicos”, ya que éste, entre otras cosas, hizo posible que realizase una estancia de un mes (en noviembre de 2003), en la Universidad Estatal de Búfalo (EEUU), donde pude trabajar en el Departamento de Geografía en la aplicación del programa TITAN 2D en el volcán Popocatépetl. Asimismo, es mi deseo resaltar el agradecimiento que siento por haber tenido la oportunidad de ser becaria FPU del Ministerio de Educación y Cultura, y por permitirme extender la beca al extranjero a través de dos estancias. La primera, en el Universidad Estatal de Búfalo (EEUU), durante dos meses y medio a finales del año 2004, en las cuales pude continuar las aplicaciones de TITAN 2D. La segunda en la Universidad Nacional Autónoma de México (México), durante un periodo de un año (entre 2005- 2006), en el que pude realizar distintos trabajos de campo en el volcán Popocatépetl, que fueron imprescindibles para la consecución de esta investigación. Le estoy también agradecida a la Oficina de Relaciones Internacionales de la Universidad Complutense de Madrid, por haberme concedido una beca de cinco meses en el primer semestre del año 2004, para trabajar en el Departamento de Geografía de la Universidad Autónoma de México (UNAM). Asimismo, agradezco sinceramente al Dr. Vlad Manea y a la Dra. Marina Manea por sus consejos y apoyo a lo largo de la tesis en distintos apartados de la misma, los cuales he tenido siempre en cuenta. Agradezco también al Dr. Chris Renschler y al Dr. Laércio Namikawa sus comentarios y tiempo dedicado, ya que me han sido de gran utilidad en el desarrollo del método por simulaciones numéricas. Agradezco a la Dra. Lucia Capra sus enseñanzas en materia de sedimentología y el haberme facilitado acceder al laboratorio de la UNAM con la finalidad de tratar las numerosas muestras recogidas en las barrancas Tenenepanco y Huiloac, así como por haberme revisado la información correspondiente con el apartado de resultados del método sedimentológico. Agradezco al Dr. José Luís Macías por aceptarme a su cargo durante una de las estancias que realice en la Universidad Nacional Autónoma de México, así como por haberme permitido asistir a su clase de Vulcanología. Agradezco al Dr. Clean-Claude Thouret por atenderme la semana que estuve en la Universidad Blaise Pascal durante un intercambio que realice con el programa PICASSO de cooperación Científica en geomorfología, ya que durante ese tiempo, me aclaró diversas dudas que tenía sobre el comportamiento lahárico. Agradezco a la profesora Nuria Andrés por sus comentarios y consejos a lo largo de esta tesis. Agradezco al Dr. José Juan Zamorano por su valioso apoyo durante el trabajo de campo realizado en el volcán Popocatépetl, así como por ser miembro revisor del presente documento y por aportarme interesantes comentarios para su mejora. Agradezco al Dr. Julio Muñoz por ser revisor de esta tesis doctoral y proponerme algunos cambios en la misma.. Agradezco a los profesores Javier de Marcos y Luís Miguel Tanarro el prestarme artículos y el orientarme en los pasos a seguir en el camino de la tesis doctoral. Por otro lado, quiero agradecer a numerosas personas a las que he tenido la oportunidad de conocer a lo largo de la presente tesis, con las cuales pude debatir distintos aspectos académicos o/y me ayudaron en las múltiples campañas de trabajo de campo que se realizaron en el volcán Popocatépetl. Estas personas son: Sergio Salinas, Osvaldo Franco, Eliseo Cerecedo, Raúl Alvarado, Miguel Santos, Nayelli Zaragoza y Ana Rosa Rosales. Asimismo, agradezco también a Héctor Hernández por dejarme asistir a sus clases de estadística, las cuales me han sido muy útiles en algunos puntos del desarrollo de esta investigación. Finalmente, agradezco a Miguel Castillo su apoyo moral y académico, así como sus numerosos y acertados comentarios, los cuales me han sido de gran relevancia a lo largo de esta investigación. Agradezco a mis padres, José Muñoz y Esperanza Salinas, por su apoyo moral, el cual, a veces, es tan importante como el académico. “Primero fue un sollozo subterráneo que remeció los campos de algodón, encrespándolos como una espumosa ola. Los geólogos habían instalado sus máquinas de medir con semanas de anticipación y ya sabían que la montaña había despertado otra vez. Desde hacía mucho pronosticaban que el calor de la erupción podía desprender los hielos eternos de las laderas del volcán, pero nadie hizo caso de esas advertencias, porque sonaban a cuento de viejas. Los pueblos del valle continuaron su existencia sordos a los quejidos de la tierra, hasta la noche de ese miércoles de noviembre aciago, cuando un largo rugido anunció el fin del mundo y las paredes de nieve se desprendieron, rodando en un alud de barro, piedras y agua que cayó sobre las aldeas, sepultándolas bajo metros insondables del vómito telúrico. Apenas lograron sacudirse la parálisis del primer espanto, los sobrevivientes comprobaron que las casas, las plazas, las iglesias, las blancas plantaciones de algodón, los sombríos bosques del café y los potreros de los toros sementales habían desaparecido. Mucho después, cuando llegaron los voluntarios y los soldados a rescatar a los vivos y sacar la cuenta de la magnitud del cataclismo, calcularon que bajo el lodo había más de veinte mil seres humanos y un número impreciso de bestias, pudriéndose en un caldo viscoso. También habían sido derrotados los bosques y los ríos y no quedaba a la vista sino un inmenso desierto de barro.` [...] En el primer noticiario de la mañana vi aquel infierno, donde flotaban cadáveres de hombres y animales arrastrados por las aguas de nuevos ríos, formados en una sola noche por la nieve derretida. Del lodo sobresalían las copas de algunos árboles y el campanario de una iglesia, donde varias personas habían encontrado refugio y esperaban con paciencia a los equipos de rescate. Centenares de soldados y de voluntarios de la Defensa Civil intentaban remover escombros en busca de los sobrevivientes, mientras largas filas de espectros en harapos esperaban su turno para un tazón de caldo. Las cadenas de radio informaron que sus teléfonos estaban congestionados por las llamadas de familias que ofrecían albergue a los niños huérfanos. Escaseaban el agua para beber, la gasolina y los alimentos. Los médicos, resignados a amputar miembros sin anestesia, reclamaban al menos sueros, analgésicos y antibióticos, pero la mayor parte de los caminos estaban interrumpidos y además la burocracia retardaba todo. Entretanto, el barro contaminado por los cadáveres en descomposición amenazaba de peste a los vivos. Azucena temblaba apoyada en el neumático que la sostenía sobre la superficie. La inmovilidad y la tensión la habían debilitado mucho, pero se mantenía consciente y todavía hablaba con voz perceptible cuando le acercaban un micrófono. Su tono era humilde, como si estuviera pidiendo perdón por causar tantas molestias...” Isabel Allende, 2002. De barro estamos hechos. En: Los Cuentos de Eva Luna. A la memoria de Omaira Sánchez, cuya imagen retransmitida por televisión en 1985, tras los lahares que arrasaron la Ciudad de Armero en Colombia, quedó grabada en mi memoria para acompañarme durante el transcurso de esta investigación. ÍNDICE Página Introducción 1 CAPÍTULO I Marco Geográfico de los lahares del volcán Popocatépetl 7 1.1 Localización del área de estudio 7 1.2 Fuentes de información 10 1.3 Características tectónico-estructurales regionales 11 1.4 Geología general del volcán Popocatépetl 13 1.5 Fases constructivas del edificio del Popocatépetl 13 1.6 Evolución del glaciar 17 1.7 Actividad eruptiva y génesis lahárica 19 1.8 Clima, dinámica atmosférica y génesis lahárica 26 1.9 Cubierta vegetal y su relación con los flujos laháricos 34 1.10 Geomorfología de la vertiente nororiental del Popocatépetl 40 1.11 Geomorfología de las barrancas Tenenepanco y Huiloac 47 1.12 Los lahares en las barrancas Tenenepanco y Huiloac 54 1.13 La población de Santiago Xalitzintla 56 1.14 Relación entre las características geográficas del Popocatépetl y la génesis lahárica 61 CAPÍTULO II Teoría y métodos de análisis de los lahares 65 2.1 Concepto de lahar 65 2.2 Causas que desencadenan lahares 66 2.3 Tipos de flujos laháricos 69 2.3.1 Características reológicas 69 2.3.2 Características hidrológicas 71 2.3.3 Características geomorfológicas 75 2.3.4 Características sedimentológicas 76 2.4 Métodos para el estudio de lahares 80 2.4.1 Método hidráulico 80 2.4.2 Método sedimentológico 88 2.4.3 Método cronoestratigráfico 92 2.4.4 Método por simulación numérica 94 2.4.5 Método de alerta lahárica 101 2.5 Implicaciones de la teoría de lahares y de sus métodos de estudio en la presente investigación 103 CAPÍTULO III Propuesta metodológica de la investigación 107 CAPÍTULO IV Estudio del comportamiento lahárico en las barrancas Tenenepanco y Huiloac: aplicación del método hidráulico y sedimentológico 113 4.1 Procedimiento propuesto para el cálculo del recorrido lahárico 113 4.2 Aplicación del método hidráulico 116 4.2.1 Trabajo de campo 116 4.2.2 Procesamiento 121 4.2.3 Resultados 122 4.2.4 Discusión de la aplicación del método hidráulico 126 4.3 Método sedimentológico 130 4.3.1 Trabajo de campo 131 4.3.2 Procesamiento 132 4.3.3 Resultados 133 4.3.4 Discusión del método sedimentológico 142 4.4 Comportamiento de los lahares en la barranca Tenenepanco y Huiloac (análisis integrado de los resultados del método hidráulico y sedimentológico) 143 CAPÍTULO V Análisis del riesgo en la población de Santiago Xalitzintla: aplicación de los métodos por simulación numérica y cronoestratigráfico 146 5.1 Método por simulación numérica 146 5.1.1 Construcciones en Santiago Xalitzintla 146 5.1.2 Mejora del Modelo Digital del Terreno de la barranca 147 5.1.2.1 Procedimiento para la mejora de las secciones de corte de un Modelo Digital del Terreno 147 5.1.2.2 Mejora del MDT de la barranca Tenenepanco y Huiloac 153 5.1.2.3 Levantamiento de distintos MDTs de la barranca de Tenenepanco-Huiloac para la aplicación de los modelos de simulación 155 5.1.3 Cálculo del volumen lahárico 157 5.1.3.1 Procedimiento para determinar el volumen lahárico 157 5.1.3.2 Cálculo de volumen de los lahares de 1997 y 2001 en las barrancas Tenenepanco y Huiloac 164 5.1.4 Aplicación de los programas LaharZ y TITAN2D 168 5.1.4.1 LaharZ 168 5.1.4.2 TITAN2D 169 5.1.5 Resultados de las aplicaciones de los modelos de simulación 169 5.1.6 Discusión del método que aplica modelos por simulación numérica 176 5.2 Método cronoestratigráfico 179 5.2.1 Trabajo de campo 179 5.2.2 Tabla de vulnerabilidad y mapas de frecuencia y de riesgo 180 5.2.3 Resultados 196 5.2.4 Discusión del método cronoestratigráfico 202 5.3 Análisis del riesgo en Santiago Xalitzintla 205 CAPÍTULO VI Resultados, conclusiones y propuestas de la investigación 206 6.1 Resultados generales 206 6.2 Validación de la metodología propuesta y conclusiones de la investigación 211 6.3 Propuesta metodológica para estudios de comportamiento lahárico y evaluación de su riesgo en otros volcanes 214 ANEXO FINAL – Propuesta metodológica para estudiar el comportamiento de los lahares y para evaluar su riesgo 215 Bibliografía 222