Formación del sistema de cavernas en la Península de Yucatán

Comprender cómo se forman estas cavidades y por qué son únicas a nivel mundial, no solo es fascinante desde el punto de vista científico, sino también esencial para la ingeniería geotécnica y la construcción en la región, pues su presencia afecta directamente la estabilidad del terreno y el diseño de cimentaciones.

Geología de la Península de Yucatán y karstificación

La península está conformada por calizas arrecifales y marinas depositadas durante el Mesozoico y el Cenozoico. Estas rocas son ricas en carbonato de calcio (CaCO₃), un mineral altamente soluble cuando entra en contacto con agua ligeramente ácida.

Las cavernas de Yucatán son el resultado de un proceso conocido como karstificación, que ocurre cuando ciertas rocas solubles —principalmente la caliza— se disuelven lentamente al contacto con agua ácida. Este fenómeno se activa cuando el agua de lluvia se mezcla con dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera o del suelo, formando ácido carbónico, que actúa como un agente disolvente.

Con el tiempo, el agua se infiltra a través de grietas y fracturas en la roca caliza y comienza a ensancharlas y conectar espacios, formando galerías subterráneas, cavernas, dolinas y eventualmente cenotes cuando se colapsa el techo de una cueva.

Una de las características más fascinantes del paisaje de la Península de Yucatán es la abundancia de cenotes, cuevas y ríos subterráneos. Estos elementos no solo son bellos y culturalmente importantes, sino que también son el resultado de un proceso geológico complejo llamado karstificación.

Existen diversos factores que intervienen en la formación de estos paisajes:

• Tipo de roca: La caliza yucateca es muy pura (carbonato de calcio), lo que la hace altamente soluble.
• Clima húmedo y cálido: Las lluvias frecuentes favorecen la infiltración del agua ácida.
• Falta de ríos superficiales: Toda el agua se va al subsuelo, promoviendo la formación de cavernas.
• Vegetación activa: Produce más CO₂ que acidifica el agua. Como el Chaká rojo (bursera simaruna) que es común en toda la región o el Ya’axché (ceiba pentandra) que es conocido como ceiba, un símbolo cósmico del mundo maya. 
• Cambios en el nivel del mar: A lo largo de la historia geológica, han influido en la profundidad del acuífero y en la evolución de las cavernas.

Comparativa con otras regiones de México

La Península de Yucatán es la región más conocida por sus formaciones calizas y sistemas kársticos, sin embargo, las calizas están presentes en muchas otras zonas del país, cada una con características geológicas únicas. La calizas están presentes en estados del país como Chihuahua, Hidalgo, Nuevo León, Guerrero, Baja California.

Y, aunque los cenotes de Yucatán y las cuevas de regiones como Chihuahua o Hidalgo tienen en común que se forman en rocas calizas, los procesos geológicos que los originan son muy distintos debido al entorno climático, tectónico e hidrogeológico. En la Península de Yucatán, la karstificación ocurre de forma horizontal, favorecida por el clima tropical húmedo, la escasa pendiente del terreno y la infiltración constante de agua ligeramente ácida. Esto da lugar a sistemas de cavernas inundadas y extensas, muchas veces conectadas al nivel freático, como los sistemas Sac Actun y Ox Bel Ha. Aquí, el agua dulce es protagonista del modelado del paisaje subterráneo.

Retos geotécnicos en suelos kársticos

Desde la superficie, muchos terrenos en zonas como la Península de Yucatán pueden parecer estables y uniformes. Sin embargo, el verdadero desafío está bajo tierra: la presencia de cavidades, sistemas kársticos interconectados o suelos con pérdida de capacidad de carga debido a la disolución de la caliza representa un riesgo significativo para cualquier tipo de construcción, especialmente si no se realiza un estudio geotécnico exhaustivo.

Entonces, ¿qué problemas puede causar un suelo kárstico? 

1. Subsidencia o hundimientos diferenciales: Pequeñas oquedades invisibles en el subsuelo pueden colapsar con el peso de una construcción, generando grietas en pisos, muros, losas o calles. Esto puede suceder de forma gradual o repentina.
2. Colapso de cavidades subterráneas: En casos extremos, una cavidad grande no detectada puede provocar fallas catastróficas en cimentaciones, sobre todo cuando el nivel freático baja (por bombeo o sequía), reduciendo el soporte natural del techo de la cueva.
3. Pérdida de cimentación: Si la estructura se apoya en un suelo que fue rellenado naturalmente por materiales sueltos dentro de una cavidad, puede experimentar asentamientos no uniformes, inclinaciones o incluso fallas estructurales.
4. Filtraciones y drenaje incontrolado: Las fracturas y vacíos kársticos permiten que el agua se mueva de forma impredecible, afectando el drenaje pluvial, fosas sépticas, sistemas de captación o almacenamiento, e incluso puede provocar erosión interna.

La importancia de los estudios geotécnicos en la Península de Yucatán

Un estudio de mecánica de suelos convencional puede no ser suficiente en zonas kársticas. Es necesario aplicar métodos que permitan detectar cavernas, zonas de debilidad o estratos alterados, como:

• Perforaciones exploratorias profundas mediante sondeos de avance controlado
• Ensayos de penetración estándar (SPT)
• Extracción de núcleos de roca
• Geofísica (resistividad eléctrica, georradar, sísmica de refracción)
• Modelado 3D del subsuelo en proyectos de alto impacto

La información obtenida permite diseñar cimentaciones adecuadas (pilas, pilotes, cimentaciones superficiales, rellenos estructurales) y tomar decisiones informadas sobre la ubicación, profundidad y tipo de estructura más segura.

Construir sin conocer la condición del subsuelo en terreno kárstico puede derivar en el sobrecosto en la cimentación, aumento de costos por reparaciones estructurales inesperadas, problemas legales por afectaciones a terceros y, en casos graves, inhabitabilidad o demolición de la obra. 

En varias zonas urbanas de Cancún y Playa del Carmen se han registrado colapsos de vialidades o banquetas por cavernas no detectadas, muchas de ellas a menos de 5 m de profundidad.

Conclusión: la prevención como mejor inversión

Los suelos kársticos son fascinantes, pero también presentan riesgos reales para la infraestructura. Un diagnóstico geotécnico especializado es esencial para cualquier proyecto en la región. Construir sin conocer el subsuelo puede traducirse en sobrecostos, daños estructurales o incluso la demolición total de la obra.