Extracción de agua subterránea, una de las causas del hundimiento del suelo en Bogotá

El hundimiento de grandes extensiones de suelos se conoce técnicamente como subsidencia y es más frecuente de lo que se cree. En el mundo son varias las ciudades y regiones que sufren significativos perjuicios económicos y daños en su infraestructura por cuenta de este fenómeno.

La subsidencia puede originarse por procesos naturales (endógenos), como fallas geológicas, desplazamientos de las placas continentales o erupciones volcánicas; o por la acción del hombre (exógenos), como la extracción del subsuelo de importantes volúmenes de agua, petróleo o gas, la construcción de túneles o la sobrecarga extensiva del terreno. Son estos últimos los que mayores daños suelen causar.

En la Sabana de Bogotá, desde hace un par de décadas, comenzó a evidenciarse este fenómeno con el hundimiento de algunos sectores, lo que se atribuye tanto a las características geológicas del terreno como a la intervención humana.

En primer lugar, el suelo de Bogotá está constituido geológicamente por depósitos de arcilla formados por la desecación de un antiguo lago, con estratos intermedios y discontinuos de arenas y suelos orgánicos. El espesor de los depósitos aumenta gradualmente desde las zonas próximas a los cerros orientales, en donde tienen pocos metros de profundidad, hasta el sector occidental de la Sabana, con sedimentos de hasta 600 m. En la parte media de la ciudad, cerca de la Universidad Nacional de Colombia, el espesor varía entre los 180 y los 200 m. Se trata de grandes capas de suelos relativamente blandos y compresibles.

El hundimiento de Bogotá se discute desde hace unos veinte años en foros sobre geotecnia de la Sabana. En ese momento, se tenía ya evidencia de pérdidas importantes de presión del agua subterránea por efecto de su extracción en municipios al occidente de la ciudad. Además, se notaban descensos significativos del nivel del agua del suelo, lo que se conoce como nivel freático.

Esto también ha sido notorio en la zona urbana. Hace algunos años varias casas tenían aljibes mediante los cuales extraían el líquido; hoy la mayoría han sido explotados en su totalidad. Por esta razón, es necesario perforar más profundo. Pero, si la extracción no se acompaña de una infiltración natural de agua lluvia que recargue el acuífero (que es el suelo o la roca donde esta se almacena), se reducen las presiones en los niveles de extracción.

Entonces, el líquido de los estratos superiores tiende a descender para equilibrar las presiones del fondo. Cuando la extracción es excesiva o supera los caudales de recarga, el descenso de agua de los estratos superiores del suelo hacia los inferiores se refleja en reducciones de volumen o hundimiento del terreno.

Mediciones periódicas

Gracias a estudios de entidades como Ingeominas, el Acueducto de Bogotá, la Secretaría Distrital de Ambiente, el Fondo de Prevención y Atención de Emergencias (Fopae), así como de algunas universidades y firmas de consultoría privadas, hoy se conocen las características hidrogeológicas y geotécnicas de este suelo, lo cual es fundamental para plantear posibles modelos de subsidencia.

En 1996, Ingeominas instaló una red de piezómetros (instrumentos para medir las presiones del líquido en el subsuelo), y desde entonces efectúa lecturas que indican que, en efecto, varios sectores registran pérdidas significativas de presión. Sin embargo, es la medición periódica de las deformaciones del terreno lo que realmente revela si está ocurriendo o no el fenómeno.

La medición se puede hacer usando métodos topográficos convencionales, sistemas de posicionamiento global (GPS) o una técnica que utiliza imágenes de satélite denominada interferometría diferencial, que es la comparación de imágenes de radar de un mismo sector en diferentes momentos en los que pasa el satélite. Estas diferencias permiten determinar los desplazamientos relativos verticales de muchos puntos, con precisión de milímetros.

Las mediciones confirman que sí hay subsidencia en Bogotá. En un periodo de evaluación de unos ocho años, en algunos sectores se detectaron tasas de un centímetro por año, mientras que en otros, de hasta 7,5 cm. Los mayores valores se registraron en la zona industrial, en donde existen varios pozos de extracción de agua.

Se necesita seguimiento

En la Maestría en Ingeniería (línea de Geotecnia) de la UN se han adelantado tesis para evaluar distintos aspectos del proceso de subsidencia. Y, en el año 2011, la Universidad hizo un estudio para el Fondo de Prevención y Atención de Emergencias (Fopae) sobre la modelación geotécnica del fenómeno.

Tales estudios permiten concluir que, dadas las características mecánicas de los suelos de la capital, existe una estrecha correlación entre los descensos de presión del agua subterránea y el hundimiento del terreno.

Sin embargo pueden intervenir otros factores: extracciones de aguas freáticas o poco profundas para construcción de sótanos de edificios; aumentos considerables de cargas producidos por el peso de las nuevas construcciones en los suelos blandos; incluso, aspectos de tipo estacional (relacionados con leves variaciones en los niveles del terreno en épocas de sequía y lluvia, por efectos de contracción y expansión superficiales).

Se deduce, además, que dichas deformaciones no constituyen una amenaza severa para la infraestructura de redes de servicios públicos, vías o edificaciones. Pero, a mediano y largo plazo, las anomalías pueden incrementarse por factores como el aumento de la explotación del líquido o construcciones en las partes altas de los cerros, sectores desde donde se recargan los acuíferos.

Cuando los hundimientos totales son muy grandes, puede darse una aparente elevación de los edificios apoyados en la roca mediante pilotes. Entonces, el primer piso queda por encima del nivel del terreno, lo que hace necesario construir nuevos escalones de acceso y readecuar redes e instalaciones. Casos incipientes se evidencian en el nororiente de la ciudad.

Ante lo anterior, se recomienda mantener actualizada la información, hacer seguimiento detallado de los caudales de explotación de agua y detectar la posible existencia de pozos clandestinos. Pues los volúmenes no reportados de extracción pueden llegar a ser significativos para el incremento de los hundimientos.

También resulta indispensable continuar midiendo tanto las deformaciones superficiales del terreno como las presiones. Además, deben instalarse unos instrumentos denominados extensómetros para medir las deformaciones internas del suelo, con el fin de verificar cuáles son las capas del terreno que más se deforman.

Este fenómeno debe ser evaluado durante los estudios del metro, porque tanto las excavaciones como las extracciones de agua subterránea que se ejecuten durante su construcción pueden ocasionar problemas de hundimientos que deben preverse desde las etapas de diseño, para evitar daños en las edificaciones y vías de la superficie.