Geomecánica de las Laderas de Manizales Manizales:Latitud 5º 4

Anuncio
1 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Geomecánica
de las Laderas de Manizales
Manizales:Latitud 5º 4' N; Longitud 75º 31'W; Altitud 2150 msnm;Temperatura 18ºC;
Fundación 1849.
Por:
GonzaloDuque Escobar *
&
EugenioDuque Escobar*
Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales
Manizales, Mayo 30 de 2007
Manizales y Villamaríaestán ubicadas en una zona dealto riesgo sísmico y
geotécnico,específicamente las laderas superiores que resultan inestables y
aparecenafectadas con actividades antrópicas intensas. Este es el medio ambiente
deltrópico andino, donde el clima y la particular circunstancia de los suelosresiduales le
imponen condiciones a cualquier proyecto de desarrollo urbano,máxime si se trata de
expandir el área de la ciudad a estos escenarios quedeben mantenerse como zonas de
interés ecológica vitales para el drenaje y elpaisaje.
Sismos como el del Quindío1999; lluvias torrenciales y prolongadas como las de
marzo, junio y noviembre del año 2003; deslizamientos como el de la Sultana en el 2003
y el de La Carola en1994; flujos como el de la quebrada Gallinazo afectando la planta
detratamiento de Gallinazo e inundaciones como la de la Quebrada Minitas en elBarrio La
Toscana, ambos casos en el segundo quinquenio de los 80, son eventosque han dejado
lecciones para la ciudad.
15/4/2009 06:24 a.m.
2 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Este documento incorporatextos preparados por Gonzalo y Eugenio Duque para
INGESAM Ltda., en elproyecto de Saneamiento Ambiental del Río Chinchiná, contratado
por AguasManizales en 2006, y que se referencian en la bibliografía.
Manizales es una ciudad de laderas que, a diferencia de Medellín, ocupa el territorio
de arriba haciaabajo y empieza a generar presión sobre los bosques andinos y drenajes
de lavecindad. La densidad urbana en Manizales es el 55% de la densidad de
Medellín;además el crecimiento demográfico permite estimar que la población de la
ciudadcrecerá cerca de un 15% en los próximos 30 años, lo que permite contemplar
laposibilidad de acometer medidas oportunas para hacer viable ese crecimientourbano
moderado en las siguientes décadas, mediante la redensificación del área ya
construida, y para restarle presión al medio ecosistémico y facilitar los procesosde
estabilización del territorio ocupado.
A pesar de su crecimiento acelerado en los umbrales del siglo XX y a suprotagonismo
económico y político ocurrido en la década de 1920, el futuro deManizales se perfilaba
como el de una ciudad intermedia de pequeño tamaño, cuyadinámica quedará supeditada
al proceso de conurbación del Eje Cafetero. Eltrazado urbano reticulado, la arquitectura
del bahareque y las grandes empresasde arriería fueron los aspectos dominantes del
modelado del suelo en lasdécadas de finales del S XIX y principios del S XX; luego con el
café llega a la ciudad el impacto del ferrocarril y los cables aéreos, y al tiempouna
apertura cultural que transforma la arquitectura en ecléctica y un nuevotrazo urbano
curvilíneo ajustado a las curvas de nivel y contornos delrelieve. En 1929 se construye la
vía a occidente que cruzará el Río Cauca en elcorregimiento de Arauca, para llegar a
Anserma. Posiblemente de fecha no muyposterior a ese año sea la vía al Norte, puesto
que en 1929 se construyó elCable Aéreo Manizales - Aranzazu que funciona
interrumpidamente por 14 años, loque significa que esa ruta no debía existir para
entonces, y que debe ser defecha cercana a 1940. Después de la crisis de 1929, el
protagonismo deltransporte es el medio carretero que se despliega a las veredas y
pequeñospoblados de la geografía caldense; entonces Manizales aprende la
construcciónracional de llenos.
Fig. 1- Laderas deManizales: sur de la ciudad en El Carmen (Izq), y norte de Manizales
en laOlivares (Der).
15/4/2009 06:24 a.m.
3 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
La actual expansión urbanadescontrolada de Manizales presionando las laderas a
partir de 1970, es consecuencia de la revolución verde, que permitiótransformar un país
de prósperos campesinos propietarios, en un país urbano deasalariados e informales. Ya
a partir de la década de 1970 aparecenlos asentamientos que le dan a la estructura
urbana que hasta entonces era lade una “cometa” cuya “cola” la conformaba la Avenida
Santander, unaconfiguración alargada con múltiples satélites periféricos constituidos
enmayor medida por los barrios populares. La vía que sale de Villamaría aRioclaro, utiliza
la antigua banca del FF CC de Caldas construido entre 1924 y1927. Fue en el año 1926
que esta vía llegó a Villamaría por la margenizquierda del río Chinchiná, y en 1959 que se
levantan los rieles. Es evidentela necesidad de controlar mediante laplaneación del
territorio y la elaboraciónde planes maestros el uso adecuado del suelo y el agua, en
Villamaría, paraafianzar el buen comportamiento de las laderas.
GEOLOGÍA
Las unidades geológicas comprometidas en estas laderas, son de dosclases: unidades
estratigráficas y cuerpos de rocas ígneas. Según Naranjo yRíos, en su obra "La geología
de Manizales y sus alrededores", estasson las unidades y cuerpos:
15/4/2009 06:24 a.m.
4 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig. 2 a- Planta de la geología del entorno urbano de Manizales y Villamaría en lazona de
estudio, con las Unidades geológicas así: Gabros de Chinchiná yOlivares en rojo fuerte
(Kgch y Kgol); Complejo Cretácico Quebradagrande enverde (Kqd); Formación Manizales
del Terciario superior en amarillo (Tsmz);Formación Quebradagrande del Terciario
superior en rosado (Tscb); Cubiertapiroclástica del Cuaternarias en gris (Qcp); Lavas
basálticas del domo deSancancio en rojo claro (Qdsc). En negro, además de la retícula
urbana deManizales y Villamaría, curvas de nivel, contornos y drenaje, los
lineamientosestructurales ciertos (__) e inferidos (…). Fuente: Naranjo y Ríos. 1989.
15/4/2009 06:24 a.m.
5 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig. 2 b- Perfil idealizadode la Geología de Manizales de occidente a oriente. En verdeel
basamento cretácico intruido por el domo Sancancio (rojo); más arriba, enamarillo la
Formación Manizales y en rosado la Formación Casabianca que son delTerciario; y por
último, en gris la cobertura de Cenizas Volcánicas másreciente y en blanco flujos de lodo
cuaternarios. En azul se anuncia lapresencia de una unidad del basamento metamórfico
cristalino de la CordilleraCentral de edad Paleozoica. Fuente: Naranjo y Ríos. 1989.
Complejo Quebradagrande.
Fig. 3 a- ComplejoQuebradagrande en la entrada a Sinaí (Izq) y en La Sultana (Cen y
Der).
El Complejo Quebradagrandees una unidad Cretácica constituida por dosmiembros:
uno volcánico y otro metasedimentario. El primero de lavas basálticas y el segundo
–ver Fig.3 a- de areniscaslíticas, brechas sedimentarias, conglomerados con clastos
volcánicos, ademáscuarzo lechoso, fragmentos de anfibolitas, chert, lutitas, lentes de
calizas ygrauvacas; todo el paquete con fuerte buzamiento. Desde la óptica de
laestabilidad es necesario subrayar la presencia en el segundo miembro, de
rocascarbonosas altamente susceptibles a alteración, por meteorización. Es el casode las
inestabilidades en la Quiebra del Billar, la Siria, la Cárcava delTablazo y el sector de Java,
lugares afectados en principio por actividadtectónica.
Formación Manizales.
15/4/2009 06:24 a.m.
6 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig. 3 b- FormaciónManizales en la Panamericana (Izq y Cen) y en la banca del FFCC de
Villamaría(Der).
Para Naranjo y Ríos esta Formación es del Terciario y su edad de 4 a 8 millones de
años, ver Fig. 3 b. Suprayace a Quebradagrande y es a la vezsuprayacida por la
Formación Casabianca o por la secuencia volcaniclástico de Manizales. Está
constituida por unconjunto de rocas sedimentarias vulcanogénicas con clastos del
complejovolcánico Ruiz–Tolima. Los afloramientos de la Formación Manizales
segúnNaranjo y Ríos, aparecen entre otros lugares, al occidente de Manizales, dondela
unidad presenta un escarpe de falla de más de treinta metros de alturaasociado con la
Falla de Romeral, la misma que define el límite con rocas deambiente oceánico.
Para Naranjo, en el escarpede Chipre, La Formación Manizales se muestra con
"conglomeradosbloquesoportados, conglomerados lodosos matriz soportados, areniscas
conestratificación cruzada de ángulo bajo, areniscas y conglomerados tobáceos.
Losniveles conglomeráticos están mal seleccionados, pobremente sorteados y
poseenfragmentos de filitas, pizarras, cuarzodioritas, andesitas basálticas, neissbiotíticos,
andesitas y cuarzo lechoso". Esta Formación presenta bloquesde centímetros hasta los
primeros metros, de subangulares a subredondeadas yalgo cementados en una matriz
limosa de color café oscuro, Según elinvestigador, la potencia de la formación que
exhibe 140 m en Chipre y 80 m en el río Chinchiná, alcanza un promedio de 260 m.
Formación Casabianca.
15/4/2009 06:24 a.m.
7 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig. 3 c- FormaciónCasabianca: en La Autónoma (Izq), en Villa Carmenza (Der) y en San
Rafael(Der).
Esta segunda unidadconglomerática del Terciario Superior, Fig.3 c, al igual que la
anterior, con las Cenizasde cobertura constituye el supraterreno de Manizales.
Espacialmente, reposasobre la Formación Manizales o sobre el Complejo
Quebradagrande. Es fácil sureconocimiento debido a su colorrojizo característico y
alto grado de meteorización. Para Naranjo y Ríos el espesor promedio de esta
secuenciavolcaniclástica en el área de Manizales es de 50 m y su estructura
muestraflujos individuales cuyo espesor varía de 0,5 m hasta 15 m. Para Naranjo y
Ríoslos clastos de los flujos de escombros son fundamentalmente de andesitas, conun
65 - 80% de más de 2 cm de tamaño. La matriz de Casabianca es arcillolimosay por lo
tanto plástica e impermeable. Incluso ha podido formar suelos blancosaltamente
expansivos y fácilmente identificables (ver Fig.3c Der).
Lavas Basálticas.
A lo largo de la falla Manizales - Termales del Ruiz y de sufracturamiento asociado,
aflorandomos volcánicos cuaternarios que aparecen alineados. Entre estas
construcciones merece mención la del Cerro Sancancio, por su valor estético y
paisajístico. Se trata de un vulcanismofisural con una edad cercana a los dos millones de
años y donde la cota deSancancio alcanza 2222 msnm.
Al examinar la altura de Sancanciosobrepasando los 200 m sobre el nivel desu base e
igualando la del escarpe de Chipre, Fig. 6b, debe considerarse la posibilidad de que
esa presión hidro-litostática, la misma quese requiere para extruir un cuerpo en
estado viscoso o semisólido, es larequerida para el levantamiento del escarpe de
Chipre. Las lavas de Sancancio son basálticas.
15/4/2009 06:24 a.m.
8 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Piroclastos:
Estos materiales de lacobertura del territorio comprenden dosunidades cuaternarias
de piroclastos: la más antigua, es una capa de tobas volcánicas afectadas por la
última glaciación, que debido a procesos diagenéticos ha modificado susrasgos
estructurales y texturales. La segunda, son tefras donde alternan lapilli, arena
volcánica y ceniza; permeables y que facilitan la infiltración, y que ensu base
encuentran a diferentes profundidades y como contraste depermeabilidad, la matriz
arcillolimosa de Casabianca en el área de Manizales. La presencia de las tefras le da
al relieve de lasladeras no intervenidas y estables, una textura aterciopelada,
ondulada ysuave, la misma que se constituye en poderosa herramienta para
lainterpretación y diagnóstico de las zonas inestables, y por lo tanto para identificar
procesos erosivos,movimientos en masa y actividad neotectónica. La pérdida de esa
particulartextura, sumada a la presencia de cicatrices de deslizamientos y cárcavas
ysurcos de erosión, permitirá establecer una variable denominada rugosidad eneste
estudio.
Fig. 3 d- Capas de cenizasvolcánicas en sectores de la ciudad: en Sinai (Izq), en La Enea
(Cen) y enColseguros (Der).
Al observar las tefras en la imagen del centro de la Fig 3 d, el lapilliy la arena que se
observan son capas no plásticas que no presentan capilaridad;esto afecta no solamente
la estabilidad del suelo sino también la calidad delsuelo como recurso agrícola. El lapilli
remoldeado pierde la sinterizaciónintergranular y la capa pierde toda su integridad.
Gabros de Chinchiná.
Los gabros de Chinchiná, rocas básicas plutónicas que afloran en la laderadel canal de
15/4/2009 06:24 a.m.
9 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
la Planta Municipal aguas abajo de La Uribe, aflorando como plutónasociado a
Quebradagrande en El Tablazo, El Rosario, La Floresta y Tejares.
Otros gabros afloran en el lecho de laquebrada Olivares y en las paredesde los
macizos, aguas abajo del viejo puente colgante.
TECTÓNICA
Es evidente el levantamiento compresivo que muestra la ciudad en el costado
occidental y que se anuncia con el escarpe de Chipre. Los flujos de lodo que afloran
en los taludes de San Jorge, La Autónoma, Olivares, La Avanzada, Chipre, La Francia,
Santa Sofía, Villa Kempis, Estambul, Marmato y La Panamericana, anuncian el
levantamiento del Centro de la ciudad y no el hundimiento de la Francia, en el
Cuaternario. De ahí la presencia de los conglomerados, en los taludes y en sus coronas,
de estos lugares. Es como si Manizales en el pasado reciente hubiera estado a nivel de
Morrogacho y Villamaría, sin haber entrado el Cuaternario.
Fig. 4 - Las salientes de las laderas marcan un contraste de estabilidad. Sector de
Olivares (Izq) ysector de La Uribe (Der).
Las zonas vecinas al fallamiento compresivo ofrecen problemas de inestabilidad, a
causa de su intenso fracturamiento: esto en vecindades de los escarpes tectónicos como
es el caso de la Uribe, Tejares y La Linda, resulta importante para valorar como
deficiente la estabilidad de las laderas, y para entender la problemática a lo largo de las
microcuencas de las quebradas El Mico y Marmato, que son la expresión de la falla
Manizales-Aranzazu.
15/4/2009 06:24 a.m.
10 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Para el sector occidental de la ciudad, hacia el Rosario, habrá que considerar como
potenciales corredores de inestabilidad los lineamientos del Sistema de Fallas
Romeral, a la luz de los trabajos de Naranjo & Ríos y de Hermelín & Velásquez.
Para el perímetro del área urbana de Manizales, los rasgos estructurales a utilizar serán
fundamentalmente los identificados en la cartografía suministrada por Aguas de
Manizales. De éstos, y como se ha señalado en el trabajo de los túneles de INGESAM
señalado en la bibliografía, las fallas con actividad reciente, según estudios de
neotectónica local y mediciones de radón, parecen ser Villamaría-Termales del Ruiz,
Manizales-Aranzazu, Palogrande y San Esteban.
Debe recordarse el trabajo efectuado por investigadores del Departamentode Geociencias
de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, quienes hallaron dos estados de
esfuerzo regionales con actividad neotectónica: El asociado con estructuras norte - sur
del Sistema de Fallas de Romeral (SFR) y el relacionado con el sistema de fallas
transversales al SFR, representado en esta región por el Sistema de Fallas VillamaríaTermales.
Fig. 5- Lineamientos y fallas en Manizales (naranja).
Según lo anterior, las silletas de falla, escarpes de falla, y trazos de falla, que en
este mismo orden de intensidad generan conflictos de estabilidad en sectores como La
Uribe y La Linda para el primercaso ; el de Tejares, La Linda y La Francia para el
segundo caso; y los de lasquebradas Del Batallón, La Camelia, La Textil, La Marmato, La
Uribe, la DelMico, la de Castilla y Villajulia, además de la que controla la
15/4/2009 06:24 a.m.
11 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
quebradaOlivares y el Río Chinchiná, para el tercero.
Hacia el sector del occidente, en Morrogacho, el Tablazo, El Rosario y LaLinda, entran
en juego los trazosde las fallas del Sistema de Fallas Romeral (SFR) que discurren
de norte a sur, al occidente de la ciudad, entreChipre y la Troncal de Occidente. Son ellos
los que delimitan las unidadesmayores que representan los dos miembros del Complejo
Quebradagrande, elMetasedimentario y el Volcánico. El primero de estos trazos es el que
explicael levantamiento del Alto Tablazo respecto al Bajo Tablazo y que pasa cercanoal
sector de ISA; el segundo, la falla que va por Aguabonita, entre Java y ElAlto del Caballo;
el tercero y el cuarto, los contactos que delimitan el cuerpolábil de naturaleza ígnea
básica, extruido en medio de metasedimentitas entrela Siria y La Violeta, e interpretado
por Naranjo y Ríos como un graben,y cuyo trazo luego avanza hacia las quiebras del
Billar y de Vélez apareciendoen ambos lugares como silleta de falla; finalmente la Falla
Chinchiná cuyotrazo cruza por el puente de Cenicafé para avanzar hacia El Rosario.
MORFOLOGÍA Y GEOTECNIA
Las Formaciones Manizales y Casabianca asimilables a un ConjuntoConglomerático, y en
especial la primera de ellas, le imprimen al paisaje deManizales ciertas características.
El Conjunto Conglomerático se extiende como un depósito de gran potencia sobre una
gran depresión con características de escalamiento tectónico, a modo de valle
localizado donde el drenaje principal modifica surégimen torrencial en fluvial. De ahí que
el conjunto sea un abanico aluvial,de características similares a los dePereira y
Armenia. El territoriourbano está tectonizado y levantado hacia el occidente.
Fig. 6 a- Modelo estructural en la cuenca Norte o de la Olivares. Fuente: Eugenio Duque
y Gonzalo Duque.
15/4/2009 06:24 a.m.
12 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig. 6 b- Modelo estructural en la cuenca Sur o del Chinchiná. Fuente: Eugenio Duque
yGonzalo Duque.
Yendo de oriente a occidente, gradualmente va cambiando cada vez más, hacia
formas verticalizadas en medio de un drenaje que se estrecha en medio de laderas en
V con salientes visibles y cauces más entallados a medida que se incrementa el
potencial gravitacional. Mientras descienden los cauces de la quebrada Olivares y el río
Chinchiná el territorio urbano de Manizales no lo hace, y los de Chipre y Villa Kempis se
levantan aún más.
Las cuestas elementales de Manizales pueden quedar ubicadas en laderas de
cualquiera de las unidades geológicas señaladas:
• Las localizadas en la Formación Manizales más verticales a causa de la mayor
competencia de la roca, rara vez presentan caída de bloques y en caso de lluvia
intensa, deslizamiento traslacional o de tipo planar.
• Las asociadas a la Formación Casabianca, que están sobre la saliente del
terreno (Fig. 4), los presentan con mayor frecuencia y del tipo rotacional, en
especial cuando aparecen los suelos blancos o cuando se saturan las vaguadas más
cóncavas en las dos direcciones, arriba de la saliente.
Las inestabilidades en el Complejo Quebradagrande surgen por el deterioro de las
laderas a partir de afloramientos de naturaleza carbonosa o grafitosa ubicados en su
base o en los niveles inferiores del basamento, cuando estos se saturan o cuando
aparecen saturados y expuestos; además aparecen en las zonas de mayor fracturamiento
tectónico de esa unidad litológica, identificable por su color negro, aspecto pizarroso y
presencia de azufre.
Las Cenizas Volcánicas -tefras y tobas de la cobertura-, ofrecen estabilidad a las
laderas, salvo cuando su basamento falla o cuando se les expone a factores de erosión
por sobrepastoreo, caminos de arriería y entrega deficiente de aguas desde las vías o
concentración de escorrentías. Estos fragmentos piroclásticos eruptivos que suavizan la
topografía al depositarse en capas que siguen las irregularidades y ondulaciones del
terreno, y le dan un especial aspecto aterciopelado cuando las laderas son pasturas, con
las eventuales irregularidades, escarpes o rizos que muestren, sirven en el diagnóstico de
15/4/2009 06:24 a.m.
13 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
las áreas erosionadas y las zonas inestables.
Para las conducciones viales, las capas de cenizas en laderas de fuerte pendiente son
más delgadas y susceptibles a deslizamientos por lluvias, cuando ha avanzado el
invierno.
La Formación Manizales, presenta zonas con distinta capacidad mecánica por
variaciones de consolidación, alteración, naturaleza y fábrica textural de sus clastos. La
cementación de la matriz, aunque más incipiente, suele añadirle propiedades casi
impermeables al material. Esto unido al tectonismo local, explica las variaciones de
estabilidad entre laderas y taludes, como también la presencia de zonas más degradables
que otras a escala urbana, desde donde suelen caer bloques.
El ambiente torrencial y eventualmente catastrófico de los eventos, explica el buen
empaquetamiento y alta densidad de bloques de esta Formación con propensión a
conformar un macizo clastosoportado, salvo cuando abundan los finos. Para el anclaje de
estructuras de contención este macizo resulta competente.
De otro lado, la Formación Casabianca, en profundidad presenta bloques aislados
y alterados, y por lo tanto es una unidad matrosoportada en un suelo duro y que hacia la
superficie se va modificando, hasta alcanzar las características de suelo blando y
cohesivo que admite taludes casi verticales de mediana altura o de mayor desarrollo
cuando el suelo es más profundo. Como evidencia, en la banca del ferrocarril aquellos,
con 80 años de excavados, llegan hasta los 20 m e incluso a los 30 m de altura de forma
muy ocasional.
Para las construcciones y vías las laderas asociadas a ciertos suelos expansivos de esta
unidad, son inestables. Estos conducen a situaciones como las que aparecen en la
Avenida Kevin Ángel entre Aguas de Manizales y San Rafael.
Los parámetros geotécnicos suministrados por la prestigiosa empresa Aquaterra
Ingenieros Consultores SA, correspondientes a muestras de la Formación Casabianca
obtenidas en el estudio del Teatro Fundadores, y para el Complejo Quebradagrande,
del estudio de la ladera sur de La Sultana, y que son de dos lugar es diferentes de la
ciudad, se presentan en la Tabla siguiente.
Complejo Quebradagrande.
Sultana según Aquaterra.
Observaciones
en
La
Ensayo
Promedio
Mínimo
Máximo
Humedad natural -%
34,13
10,70
176,6
Límite Líquido -%
39,68
17,6
178,1
15/4/2009 06:24 a.m.
14 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Límite Plástico -%
27,02
13,9
67,8
Índice Plástico -%
12,65
3,1
110,3
5,54
18,28
1,06
2,15
0,30
4,90
28,16
35,67
Compresión
-t/m
Inconfinada 9,94
2
Peso
-t/m3
Unitario
Húmedo 1,738
2,98
Cohesión t/m2
Ángulo
-grados
de
Fricción 31,92
Fuente: Estudio Geológico, Geotécnico e Hidráulico de la
Ladera Sur del Barrio La Sultana, Manizales. Aquaterra
Ingenieros Consultores SA. Manizales 2004.
Formación Casabianca. Observaciones en Fundadores
según Aquaterra.
Ensayo
Promedio
Mínimo
Máximo
Humedad natural -%
88,3
51,9
128,9
Límite Líquido -%
86,0
65,2
135,4
Límite Plástico -%
40,9
37,2
45,0
Índice Plástico -%
45,0
19,0
90,4
Índice de Liquidez -%
0,9
0,8
0,9
Húmedo 1,715
1,609
1,821
1,036
0,874
1,198
Inconfinada 21,22
13,86
28,57
15,0
19,0
Peso
-t/m
Unitario
3
Peso Unitario Seco -t/m3
Compresión
-t/m2
Penetración
-Golpes /pie
Estándar 17,0
Fuente: Estudio de Suelos para la Rehabilitación Estructural
del Teatro Fundadores. Aquaterra Ingenieros Consultores
SA. Manizales 2003.
Tablas 1 a y 1 b. Características Geotécnicas en muestras del Complejo
Quebradagrande obtenidas en la Sultana y de Casabianca en Fundadores, por Aquaterra
Ingenieros Consultores S.A.
15/4/2009 06:24 a.m.
15 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Los parámetros geotécnicos de los Suelos Residuales de Depósitos
Conglomeráticos, en el sector de la Comuna 2 de Manizales hoy denominada Olivares
-que son suelos de las Formaciones Casabianca y Manizales-,y también los parámetros
de las cenizas volcánicas consolidadas y no consolidadas -que en su orden son las
tobas y tefras de la cobertura-, se presentan en la Tabla siguiente, y han sido tomados
todos ellos de un artículo de Corpocaldas presentado el 2004 en la Revista de los 48
años de la SCIA en Manizales, firmado por la Dirección de la entidad ambiental.
Parámetros
geotécnicos
para el rango
de valores
Cenizas
Cenizas
Suelos
Volcánicas Volcánicas residuales de
Unidad No Unidad
depósitos
Consolidada Consolidada conglomeráticos
Peso Unitario 1,5-1,7
Húmedo
(t/m3)
1,33
1,5-1,9
Humedad
Natural (%)
25-65
>80
30-80
Pasa 200 (%)
25-50
>70
5->90
Límite
líquido (%)
30-70
>100
NP->80
Límite
plástico (%)
20-50
>60
NP->50
Índice
plástico (%)
5-30
>40
NP->40
SUCS
SM
MH
MH-ML-SM-SP
Cohesión
(t/m2)
1-3
>4
1->4
Ángulo de
fricción
interna(º)
30-36
25-30
20-35
2-14
>20
Permeabilidad 15-85
(cm/día)
Tabla 1 c. Tomada deFrancisco José Cruz Prada. Relaciones Lluvias Deslizamientos en
la Ciudad de Manizales- Revista SCIA 48 años. Manizales 2004.
El Complejo Quebradagrande es elbasamento de Manizales y está compuestopor dos
15/4/2009 06:24 a.m.
16 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
miembros: el miembro metasedimentario y el de origen volcánico.
El miembro metasedimentario presenta propiedades geomorfológicas y geotécnicas
deun doble carácter, las afines a las sedimentitas y las propias de lasmetamorfitas de
bajo grado. Por la vía sedimentaria, los estratos de esteprimer miembro presentan fuerte
inclinación, plegamiento y fracturamiento. Los contactos estratigráficos de limolitas,
arcillolitas y lutitas, son difícilmenteidentificables. Esta unidad metasedimentaria presenta
capas plásticas como lastres anteriores, que son las predominantes, y otras rígidas como
los chert yalgunas lutitas de composición silícea. Además, entre estas capas
aparecenotras rápidamente alterables de composición carbonosa, y unas más
decaracterísticas frágiles: las de cuarzo lechoso asociado a magmatismo residual.La
permeabilidad de la unidad sedimentaria varía localmente y está condicionadapor la
porosidad secundaria.
El otro componente del Complejo Quebradagrande, el miembro de origen volcánico,
está constituido por lavas básicas de ambiente oceánico. Estas lavasafloran en el cauce
de la Quebrada Olivares y en la vía a Neira, y sus propiedades son las mejores cuando el
macizo está sano como en el primer caso;pero en zonas con tectonismo se afecta
notablemente tal como se observa en la cantera de la salida a Neira, ubicada pocos km
abajo del viejo Puente Olivares.
Finalmente, para una mejor caracterización geotécnica, de conformidad con los
resultados del trabajo de túneles que se efectuó en el marco del trabajo de INGESAM
para Aguas Manizales, en 2006, los macizos ya clasificados presentan las siguientes
características generales:
Clasificación de de los macizos rocosos de tres de las unidades geológicas de
de Manizales
15/4/2009 06:24 a.m.
17 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
F. Manizales
RQD
estimado
60%
6%
F. Casabianca
C.
30%
Quebradagrande
Q
de Valoración
de
Barton
Bieniawski - Categoría
0,825
(60) – III (frontera con
II)
0,002
(10) – V
0,011
(22)– IV (de rango
inferior)
Denominación
De regular a buena
Muy mala
Mala cercana
muy mala
a
Tabla 2. Resultados obtenidos para clasificar las rocas de los macizos estudiados: Índice
de calidad de roca RQD, Índice de Calidad de Túneles Q del NGI y clasificación del CSIR
según Bieniawski. G. Duque y E. Duque, 2006.
Losparámetros que influyen en la inestabilidad del suelo se relacionan con elagua, el
material, la geometría del terreno, y las situaciones del ambiente(fuerzas, procesos, etc).
Los parámetros son:
- Tipo de material: roca, capa alterada y cobertura.
-Pendiente: gradiente, forma y longitud.
-Condiciones hidrológicas: infiltración, permeabilidad, NAF, cantidad de agua.
-Procesos morfológicos: erosión fluvial e hídrica, movimientos masales.
- Parámetros externos: distribución de la pluviosidad, es decir,
relación(intensidad/período), sismicidad, vulcanismo.
Pero también es verdad que las laderas (cuestas naturales) han sido transformadas
entaludes por los modelados de la actividad antrópica y que con la expansión de la
frontera agrícola, por prácticas deficientes en el uso y manejo del suelo,se han producido
el descontrol hídrico y pluviométrico, la erosión y la deserfiticación de los suelos andinos.
El movimiento de masas ocurre cuando el esfuerzo cortante supera la resistencia al
corte del suelo, lo que se da cuando ocurre al menos una de estas situaciones:
a) Al incrementarse el esfuerzo cortante (sismos). Aquí se incrementan las fuerzas
actuantes.
b) Al caer la resistencia al corte del suelo (saturación). Esto reduce las fuerzas
resistentes del suelo.
Para evaluar acertadamente un evento de movimiento de suelos, deben responderse las
preguntas básicas.
¿Qué pasó?... Mecanismo
¿Qué lo causó?... Causa
¿Continuará?...Estabilidad actual
¿Qué hacer?... Prevención y corrección
¿Ocurrirá en otro lado?... Predicción espacial
¿Cuándo ocurrirá?... Predicción temporal
15/4/2009 06:24 a.m.
18 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
¿Es evitable?... Causa
Para lograr una evaluación exitosa, que conduzca a resultados concretos y útiles.
1º Secuencia de eventos: testigos, instrumentos, mecanismos, volumen, energía,
causas, signos.
2º Condiciones ambientales: averiguar las causas y hacer estimativos espaciotemporales sobre la ocurrencia y extensión de los eventos. Utilizar datos meteorológicos,
sismológicos y registrar si se dieron cambios previos en áreas aledañas como
construcciones, riegos, explosiones, deforestación, roturas de líneas con líquidos, sobre
cargas, interrupción de drenajes o cultivos.
3º Inspección detallada de morfología y estado de áreas aledañas y del deslizamiento:
grietas, flujos de agua, obras, edificaciones, cultivos.
4º Análisis adicional.
5º Plan de manejo y control e instrumentación, según obras decididas.
6º Evaluación de las consecuencias y Abandono del sitio.
Si bien la causa real de un movimiento de masas es casi un problema que se resuelve
aposteriori, los factores contribuyentes pueden ser más visibles que la causa real o que el
detonante del problema.
-Causas intrínsecas: suelen ser naturales y se relacionan con el agua subterránea,
material, tectónica, topografía abrupta, etc.
-Causas detonantes: pueden ser naturales como la lluvia, el sismo, la erosión, o
artificiales como cortes, deforestación, etc.
- Causas contribuyentes: similares a las causas detonantes pero que simplemente
anticipan el evento.
- Las medidas: pueden ser preventivas o correctivas, según prevengan la ocurrencia del
evento o corrijan los efectos por él ocasionados
Los detonantes:
Como detonantes de los deslizamientos se asumirán dos fenómenos: Las lluvias y los
sismos.
Los sismos actuarán con mayor acierto afectando por amplificación los depósitos de
cenizas volcánicas de potencia significativa -mayores de 10 m-, mientras las lluvias lo
harán sobre las capas de ese suelo donde el espesor es escaso -menores de 10 m-.
Pero para la ocurrencia de los deslizamientos de las capas de ceniza la pendiente será
un factor decisivo, y también una condicionante. En caso de sismos, la topografía
interviene incrementando la frecuencia o el período de las excitaciones.
15/4/2009 06:24 a.m.
19 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Para el caso de lluvias, en las laderas empinadas, cóncavas y extensas, sin vegetación
arbórea densa, la saturación favorecida por la geometría de la ladera después de intensas
lluvias y la falta de sistemas radicales profundos que interfieran la superficie de falla
ubicada en el inferior del depósito permeable saturado, favorecen la ocurrencia de los
deslizamientos.
Sismos
En cuanto a la amenaza sísmica, el Eje Cafetero posee dos fuentes desingular
importancia, las fallas y la zona de subducción.
El Sistema de Fallas Romeral y otrasFallas, como la Palestina y el sistemaCaucaPatía, generan sismos superficiales como los del Huila 1997, Popayán 1983y Quindío
1999. Romeral es la fuente cercana y de más relevancia, con eventosde magnitud 6 e
intensidades VII a VIII.
La Zona de Subducción y el Plano de Benioff generan sismos profundos comolos del
Eje Cafetero en los años 1962, 1979 y 1995. El alcance es del ordenregional y los sismos
son de magnitud 7 e intensidad VI a VII.
La base histórica de la amenaza sísmica muestra que el 65 % de loseventos son de
Romeral, el 28% de Benioff y la Zona de Subducción, y el 7% deotras fallas como la de
Palestina, asociada al Complejo Volcánico del Ruiz.
En virtud de la historia sísmica registrada en el país, en el CódigoColombiano de
Construcciones Sismorresistentes CCCS, Ley 400 de 1997 y Decreto 33 de 1998, se ha
considerado laregión en alto riesgo y se le haasignado una aceleración de 0,25g para
efectos de diseño,cuyo espectro es el de la ZonaC en la Fig. 7 c.
Respecto a la amplificación, se tiene esta comparación a 112 km del focoy en tres
lugares de Manizales, establecida a partir de registros deaceleración máxima para la
componente EW durante el Sismo de Risaralda de 1995:
·
En dos suelos de topografía semiplanalos valores fueron 206 y 117 cm/seg2.
·
En una roca de la planta de Gallinazo,17 cm/seg2.
Esto es, la fuerza medida se redujo varias veces como consecuencia de lacalidad del
piso.
Otro ejemplo; en el sismo del Quindío 1999, la aceleración medida enArmenia a 20 km y
en dos lugares diferentes:
15/4/2009 06:24 a.m.
20 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
·
En suelos blandos y en topografía planade Armenia, la aceleración ha alcanzado
0,59g.
·
En el conglomerado de una bocatoma deArmenia, la aceleración registrada fue
0,09g.
Esto es, respecto a un depósito blando de 30 m de espesor, en el suelorocoso las fuerzas
sísmicas fueron seis veces menores, componente porcomponente. Entonces, en caso de
sismos, las capas potentes de suelo a diferencia de lo que ocurre sobre una roca,
presentan problemas de amplificación severa. Las aceleraciones que se han observado
en los sismos de Manizales noson tan elevadas como las que se obtendrías en caso de
un sismo con las característicasdel sismo del Quindío, y los lugares más afectados serían
los construidos connormas deficientes y sobre suelos saturados y de gran potencia, lo
quetiene a su vez relación con las normas vigentes en época de cadaconstrucción, y los
mapas de la Fig. 7 a (Der) y 7b.
Fig. 7 a- Magnitud de lafuerza sísmica por amplificación del suelo en caso de terremoto,
y Espesores desuelos en la ciudad. CIMOC.
Los datos para ambos ejemplos, al igual que estas imágenes y otrosconceptos dados en
este documento, se han obtenido del estudioMicrozonificación Sísmica de la Ciudad de
Manizales, CIMOC -Alcaldía deManizales. 2002.
El sismo de trabajo depende del período de retorno, y éste a su turno serelaciona con la
vida útil de las obras, la cual depende también de sunaturaleza, función social y nivel de
desarrollo económico de la comunidad.
Se recuerda que los investigadores del anterior estudio del CIMOC hansugerido diseñar
15/4/2009 06:24 a.m.
21 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
las obras regulares de la Ciudad para una vida útil de 50años, y recomendado un
período de retornode 475 años para la amenaza sísmica, y queentre ellos participaron
expertos como O. D. Cardona, J. E. Hurtado, S. D.Prieto, W. L. Estrada y J. D. Arango,
todos conocedores del medio ecosistémicoy del contexto de Manizales.
Ahora bien: el asunto trae implicaciones donde la amplificación essevera, para prevenir el
diseño de estructuras vulnerables o limitar su uso, yen consecuencia esto sobre suelos
blandos y en lo alto de las laderas a causadel efecto topográfico.
Con el evento de trabajo que se asume, el de 475 años, la aceleraciónmáxima esperada
en un punto del basamento de la ciudad, varía de acuerdo a lafuente que lo produce y su
distancia a ella; pero esa fuerza se amplificará,reduciéndose la frecuencia e
incrementándose la amplitud de la excitación,según la topografía, geometría y rigidez del
suelo depositado o formado sobreel basamento del lugar considerado, quien le transmite
las oscilacionesprofundas.
El estudio del CIMOC estimó además de la fuerza máxima, la duración dela fase intensa
de la excitación en el basamento, así:
·
Fuente Romeral, para una distancia de 20km y una magnitud de 6,2: laaceleración
máxima 0,18g y duración de la fase intensa 15 seg.
·
Fuentes regionales, más lejanas y profundas y con sismos magnitud
7,0:aceleración máxima 0,15g y duración de la fase intensa 45 seg.
Ahora, el espectro de la roca base es uno y el de los suelos otro, loque supone ajustar los
diseños a las variaciones locales de la amenaza, usandolos criterios de la zonificación del
CIMOC, previniendo la resonancia entreestructura y suelo, y atendiendo la topografía del
lugar.
La velocidad de la onda en el basamento, Vs, se asume de 1500 m/seg, valor que
interesa parael módulo de cortante Gs=ρVs2 donde ρ es la densidad del mediorocoso.
Multiplicada ésta por la gravedad, se obtiene el peso unitario PU. LosPU en t/m3, para el
CIMOC, varían así:
·
En cenizas 1,3 a 1,9,
·
En la F. Casabianca de 1,5 a 1,9 y
·
En la F. Manizales de 1,8 a 2,2.
Entonces, con el máximo módulo de cortante, el Gs máx obtenido midiendolas
velocidades de la onda de corte Vs, los valores medios de los períodosfundamentales de
los suelos según las diferentes fuentes sísmicas están entre0,47 y 0,56 seg.
Para suelos arcillosos, la degradación del módulo de cortante Gs va dela mano con el
15/4/2009 06:24 a.m.
22 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Índice de Liquidez (relación agua-plasticidad) cuya variación enprofundidad se da
conforme cambia el origen del depósito; aquí los períodosfundamentales obtenidos para
el conjunto de fuentes sísmicas, variaron entre0,47 y 0,6 seg.
También se consideró por CIMOC el espesor del depósito de suelo blandoconsiderando
espesores de 5, 10, 20 y 30 m; para estos, los períodosfundamentales promedios, en
segundos, con eventos de las fuentes sísmicas,varían así en cada caso para el orden de
los espesores dados: 0,11, 0,26, 0,51y 0,76seg.
Fig. 7 b- Zonificación de Manizales según CIMOC. Verde para cenizas; Amarillo para
llenos. Mostaza para Casabianca; Marrón para la F. Manizales; Rojo para el C
Quebradagrande; y Negro para los aluviones cuaternarios del Chinchiná y el drenaje
mayor de la Olivares. Con números algunos sitios de interés. Fuente: Microzonificación
de Manizales. CIMOC. 2002 (Adaptado)
La microzonificación de la ciudad concluye identificando 6 zonas, quedando:
Las Cenizas volcánicas como la Zona I
Los Rellenos como la Zona II
La F. Manizales como la Zona III.
La F. Casabianca como la Zona IV.
El C Quebradagrande como la Zona V
Depósitos competentes aislados Zona VI
Luego por razones prácticas éstas se simplifican y únicamente se definen 3 Zonas, así:
Zona A para Cenizas que eran la Zona I
Zona B para llenos que eran la Zona II
15/4/2009 06:24 a.m.
23 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Zona C, para las Zonas III, IV, V, y VI
Fig. 7 c - Espectros de diseño para Manizales, según CIMOC. Los tres espectros son: el
superior para la Zona A, el intermedio para la Zona B y el inferiorpara la Zona C.
Finalmente,para pasar de las superficies planas y horizontales a las laderas, el factor de
amplificación por efectos geométricos y topográficos (F Top), que procede en las zonas
cercanas a los taludesubicadas a menos de 2 veces el espesor H del depósito de suelo
blando, o amenos de 60m de su borde; está dado por las siguientes expresiones:
Para TTop = 1,5 T*
Y
ParaT> T* se aplica F Top = 1+0,5(T*/T) 1,5
Siendo T* = 4H/Vs
Donde se ha considerado, H en metros; Vs = 250m/seg; y T en segundos.
En general, según las consideraciones aquí presentadas que son del CIMOC, el período
de la onda sísmica en lo alto laderas y cerca de sus coronas, sufre una amplificación
adicional del 50%.
Lluvias
Según Andrés Eduardo Rubioy Juan Pablo Trujillo, al evaluar la relación lluvia
-deslizamiento en el áreade Manizales, aparecen dos trabajos de interés: uno, el de Juan
David ArangoGartner, titulado "Relaciones Lluvias – Deslizamientos y
ZonificaciónGeotécnica en la comuna dos de la ciudad de Manizales", y otro el de MarkT.
Terlien titulado Modeling spatial and temporal variations in rainfalltriggered landslides".
Los valores de precipitación asociada a deslizamientos en Manizales,según Arango
15/4/2009 06:24 a.m.
24 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
(2000), se da para un periodo de lluvias acumulado de 30 días, conuna precipitación igual
o mayor a 175.4 mm. Y según Terlien (1996) el valor dela precipitación que se relaciona
directamente con la generación dedeslizamientos es de 200 mm para un periodo
acumulado de 25 días.
Rubio y Trujillo estudiaron la serie histórica de precipitaciones desdeel año 1956 hasta el
2003 con el fin de determinar el número eventos de estamagnitud con capacidad de
afectación. De acuerdo a lo sugerido por Arango, deun total de 17503 periodos
acumulados de 30 días, se encontraron 6180intervalos de recurrencia que exceden 175.4
mm. Luego, el periodo de retorno deprecipitaciones acumuladas de 30 días que son
superiores a 175.4 mm en la ciudad de Manizales, esaproximadamente de 2.83 días, y
los 6180 periodos acumulados de 30 días que hansuperado el valor de 175.4 mm
representan el 35.31% de los casos. Para la tesisde Terlien, encontraron 2977 intervalos
de recurrencia entre los 17508 periodosacumulados de 25 días, cuya excedencia de
precipitación supera 200 mm; estos intervalos representan el17.00% de los períodos
acumulados. Entonces el periodo de retorno deprecipitaciones acumuladas de 25 días
superiores a 200 mm en la ciudad de Manizales, esaproximadamente 5.88 días.
Fig. 8- Isoyetas en mm mensuales, para Octubre (Izq) y Julio (Der), en la cuenca del río
Chinchiná. Los valores: azul claro 270 mm; verde oscuro 250 mm habano 170mm
amarillo 150mm, rosado 90 mm y rojo 70 mm. Fundación Profesional para el Manejo
Integral del Agua, Proagua (2005).
Las isoyetas mensuales de la cuenca media del río Chinchiná, como las de figura
anterior, muestran que la precipitación media en el sector de Chipre es superior a la de
Sancancio. Para los mesesmás lluviosos, el promedio alcanza valores entre 270 y 210
mm; para los meses más secos, el promedio varía desde 140 mm hasta 80 mm. Se
recuerda que en caso de “El Niño”, las temporadas de invierno y verano resultan más
secas y en caso de “La Niña”, ambas resultan más húmedas.
Tabla. 3 PrecipitaciónEnero
en los meses más
Abril
húmedos y más
Julio
secos, en dosOctubre
lugares de
15/4/2009 06:24 a.m.
25 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Manizales. Fuente Proagua.
Lo anterior se ha transformado en una herramienta que se aplica en laciudad, gracias al
establecimiento de una red de monitoreo de lluvias. Despuésde Octubre y de Abril que
son los meses más lluviosos del año, cuando laslluvias acumuladas de los últimos 30
días alcanzan los niveles críticos de 200 y 300 mm, las autoridades decretan la
alertaamarilla y roja en la ciudad. Losdeslizamientos suelen darse en Noviembre y
Mayo, enespecial durante los años de “La Niña”, ya que es la temperatura media
delOcéano Pacífico la que condiciona el clima en la región. La susceptibilidad de un
sector a los deslizamientos yflujos se determinará a partir de la zonificación de la
amenaza en términos desu susceptibilidad, para luego examinar la vulnerabilidad del
sistema urbano ensu conjunto. Esta evaluación facilita comparar alternativas de
ocupación,diseñar obras de protección, adecuar diseños y establecer planes para manejo
ymitigación de riesgos.
Debe advertirse que si bien resulta factible determinar la extensiónespacial de la amenaza
por deslizamientos, no resulta fácil evaluar laprobabilidad de ocurrencia de un evento con
determinadas características y enun determinado período de tiempo. De ahíque la
amenaza de deslizamiento frecuentemente sepresente como la susceptibilidad a
deslizamientos (Brabb, 1985).
En este caso, para un estudio de la amenaza, de manera similar a como semaneja el
concepto de áreas inundables, la susceptibilidad a deslizamientossólo identifica las áreas
potencialmente afectables, sin aludir a un período detiempo durante el cual podría ocurrir
un evento con una magnitud dada.
Pero los deslizamientos también pueden tener como evento detonante lossismos.
Mientras las capas delgadas decenizas sobre el basamento impermeable resultan
más afectadas por las lluvias intensas quelas capas de mayor potencia; ocurre lo
contrario con los sismos, a causa de la amplificación.
También se puede considerar el efecto de la lluvia y los sismos,simultáneamente, sobre la
estabilidad de las cenizas: las pumitas puedenalmacenar agua en su estructura
intergranular e intragranular. Las capas de tefra de la región cuentan horizontes
importantes de lapilli con baja sinterización causada por el calor de deposición.
Cuando el material se satura ysobreviene el sismo, en zonas inclinadas, la resistencia al
cortante puede sersuperada a nivel de la superficie de falla. La masa colapsa y se
destruye sufábrica textural originándose un flujo donde la proporción de agua y sólidos
varía entre el 40% y 60%, dependiendo de la pendiente del canal.
Según Fernando Sánchez en comunicación verbal (Sep. 2006), al examinarla estabilidad
de los depósitos de las cenizas volcánicas sobre la FormaciónCasabianca, utilizando
métodos determinísticos y probabilísticos, se encuentra una baja estabilidad de los
15/4/2009 06:24 a.m.
26 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
llenos noconfinados, especialmente en las zonas de alta pendiente donde aparecen
cicatrices de deslizamiento. Elinvestigador subraya cómo en los años 94, 95 y 96 se
desencadenó fuertesprecipitaciones donde la situación involucra el comportamiento de la
FormaciónCasabianca. Considera también, al examinar los hundimientos en la
microcuencade la quebrada San Luís, el control estructural causado por el sistema
defallas locales (Ver Fig. 5) y la vulnerabilidad de la cubiertapiroclástica a los procesos
denudativos, es decir a la erosión y a losmovimientos en masa. Menciona lasocavación
de los piroclastos en los bordes de la quebrada y los movimientosrotacionales
sobre esa cubierta y sobre laFormación Casabianca; además observa la presencia de
fallas planares endepósitos piroclásticos, Casabianca, y la Formación Manizales.
Ahora,durante las lluvias torrenciales de marzo de 2003, los eventos dominantesfueron
deslizamientos superficiales planares en laderas de fuerte pendiente,casi siempre
desprovistas de vegetación arbórea e incluso arbustiva. Estoocurrió en las laderas del
sector occidental desde El Carmen, continuando por Chipre y llegando hasta Villapilar por
el costado norte.
Proaguaen su estudio para Corpocaldas, titulado "Caracterización
climatológica,hidrológica e hidráulica de la cuenca del río Chinchiná describe la
cuencamedia de este cauce, la que coincide con la zona de interés para este estudio.
Al respecto dice "Zona media de la cuenca: Esta zona de estudio inicia consecutivamente
donde termina la zona altaen la bocatoma de Sancancio y termina en la bocatoma
Montevideo (CHEC), tieneun área de 299.87 km2. En esta parte de la cuenca se
encuentran lasmicrocuencas de las quebradas San Juan, San Miguel, El Arroyo, La
Floresta, ElMolino y la cuenca de su principal tributario el río Claro…”; y añade queexisten
unas cuencas de quebradas que considera “descoles de aguas residualesde los municipio
de Manizales y Villamaría y pequeños afluentes directos loscuales tienen un área de
drenaje de 18.87 km2” ; además dice que “ la longituddel cauce del río Chinchiná en la
zona media de la cuenca es aproximadamente25.33 km”. INGESAM y Proagua observan
que elcauce del Chinchiná en su cuenca media y en los meses secos, resulta
particular afectadoporque su caudal es captado por las bocatomas de lasplantas
intermedias y de Montevideo. Estazona tiene una estación hidrométrica al cierre de la
misma 500 m aguas arribade la bocatoma".
Alcalcular caudales máximos y mínimos, Proagua observa que la tendencia en
loscaudales mínimos contra el período de retorno es decreciente, contraria de loque
sucede para los caudales máximos.
Aplicael método de Gumbel para estimar los caudales máximos y mínimos en
lasestaciones hidrométricas Chupaderos, Sancancio,Montevideo y El Retiro, todas
sobre el río Chinchiná, que cuentancon un periodo de registro histórico. Los resultados
hallados para periodos deretorno de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 50 y 100 años, en las tres
`primeras, son:
15/4/2009 06:24 a.m.
27 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Periodo de retorno en años
Estación
10
15
20
25
30
50
100
Chupaderos 29.557
34.382
37.103
39.009
40.477
41.671
44.999
49.487
40.429
52.755
59.708
64.577
68.328
71.378
79.880
91.348
Sancancio
5
Montevideo 157.942 210.748 240.540 261.400 277.468 290.539 326.964 376.096
Tabla 4 a. Caudales máximos en (m3/s) para las 3 estaciones hidrométricas del río
Chinchiná en la zona de estudio.
Estación
2
Chupaderos 1.210
Sancancio 2.740
Montevideo 7.854
5
0.067
1.338
4.516
Periodo de retorno en años
10
13
15
17
--------0.410 0.070 ----2.307 1.497 1.060 0.187
20
----0.187
21
----0.040
Tabla 4 b. Caudales mínimos en (m3/s) para las 3 estaciones hidrométricas del río
Chinchiná en la zona de estudio.
Se puede observar que para los caudales mínimos registrados en las estaciones
hidrométricas de igual forma que para los máximos la estación que registra los caudales
más altos en los periodos de retorno es la estación de Montevideo. Según Proagua la
estación Montevideo es la que mayor periodo de ocurrencia alcanza debido a los altos
valores de caudales mínimos registrados en la estación, y contrario a esto los registros
mínimos en las demás estaciones no alcanzan para obtener caudales en otros periodos
de retorno diferentes a los anotados.
Proagua también señala en las Conclusiones y Recomendaciones, que "El río Chinchiná
por ser un río de montaña de gran pendiente y al momento de presentarse un evento
extremo hace que las condiciones del lecho y la de sus orillas cambien". Agrega además
que "Se requiere por parte de las entidades encargadas de la planificación y gestión
del recurso hídrico de la región, que se planteen estudios continuos que permitan
alcanzar un mejor conocimiento del río y su cuenca, las características
geomorfológicas, del régimen de caudales, la geometría hidráulica del cauce yel
transporte de sedimentos".
ESTUDIODEL FACTOR TIEMPO
La presencia de zonas inestables en la ciudad de Manizales es muy común y se debe a
varios factores, entre ellos: la ubicacióngeográfica, la topografía, las
características geológico – estructurales, el clima (lluvias) y el uso del suelo.
15/4/2009 06:24 a.m.
28 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Por la topografía escarpada de la ciudad y la limitación de espacios disponibles, es
evidente la necesidad de adecuar el terreno mediante modelados intensos para la
construcción de áreas de expansión urbana recurriendo al desarrollo y a la adecuación de
tecnologías apropiadas; pero igualmente las prácticas constructivas deficientes, la presión
antrópica indebida sobre las frágiles laderas y el descontrol hídrico y pluviométrico, han
generado inestabilidad.
Para conocer la frecuencia y distribución de los eventos en las dimensiones espacialy
temporal en la ciudad de Manizales, se realizó la revisión bibliográfica de algunos trabajos
sobre la presencia de deslizamientos efectuados porinvestigadores sobre la materia,
como Anne Catherine Chardón y Juan David Arango Gartner, además de dos trabajos de
grado que reportan la ocurrencia dedeslizamientos presentados en las Carreteras:
Manizales- Chinchiná y Manizales-La Pintada, centrando la atención en la zona de
estudio que nos ocupa.
Anne Catherine Chardón en su trabajo doctoral titulado "Un enfoque geográficode la
vulnerabilidad en zonas urbanas expuestas a amenazas naturales". El ejemplo andino de
Manizales, Colombia, realizó un estudio de los desastres porbarrio, entre 1.960 y 1.993,
dondela mayoría de los eventos corresponde a deslizamientos. Durante ese periodo de 33
años, encontró registros de 350 desastres coincidiendo principalmente con las épocas
de mayores lluvias, y de ellos el 60% de los eventos ocurridos en 12barrios marginales,
entre ellos o principalmente los de las y los ubicados sobre rellenos para la construcción
de vivienda popular.
Fig. 9- Barrios en las frágiles laderas de Manizales: la convergencia de la amenaza y la
vulnerabilidad.
Al examinar y recopilar la información de las áreas urbanas, en este trabajo, Chardón ha
centrado la atención, principalmente, en que los eventos en la ciudad de Manizales,
aparecen asociados a los barrios de estratos bajos y señala que estas comunidades
que habitan las zonas de mayor susceptibilidad a los procesos denudativos, debido a las
características del entorno en que se encuentran, resultan ubicadas en zonas expuestas
a amenazas de deslizamientos.
15/4/2009 06:24 a.m.
29 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Arango, en su Tesis titulada "Relaciones lluvias – deslizamientos y zonificación
geotécnica en la comuna dos de la ciudad de Manizales", después de recopilar la
información de 318 deslizamientos ocurridos en 38 años no consecutivos, entre los
años 1.960 y 1.998,encuentra que el 41% de los eventos se dan en mayo y noviembre y
el 31% en octubre y noviembre; pudo establecer dos mecanismos de falla típicos en la
zona de estudio: deslizamientos ocasionados por la saturación de los estratos
superficiales de suelo y deslizamientos ocasionados por la existencia de niveles freáticos
"colgados". Al observar la relación de la magnitud y las consecuencias de los
deslizamientos encuentra que son leves el 34.6%,menores el 18.6% y desastrosos el
15.4%. Observa además que la ocurrencia de los deslizamientos concentrada en Galán
41.8% y La Avanzada 26.4%, está relacionada con el área total y las pendientes de los
diferentes barrios. Sobre geología y geomorfología afirma que en la zona de estudio son
factores que determinan directamente su estabilidad, en especial suelos orgánicos y
materiales de relleno, y entre los segundos señala los de cauces más potentes y los de
laderas menos potentes, acusando como causa directa de la inestabilidad la baja la
resistencia al corte de estos materiales.
Sobre las lluvias: según Arango, al considerar como precipitaciones máximas diarias las
superiores a 60 – 70 mm, las de 70 mm presentan una probabilidad de ocurrencia del
65% y un periodo de retorno de 1,5 años, y las lluvias máximas diarias de 95 mm una
probabilidad de ocurrenciadel 10% y un periodo de retorno de 10 años.
Al relacionar lluvias – niveles freáticos – deslizamientos, señala que "En términos
generales, se observa una aceptable relación entre el valor de las precipitaciones totales
anuales y el número de deslizamientos ocurridos".Y deduce para el caso que "las lluvias
diarias por sí solas o antecedentes de pocos días, no tienen mucha importancia en la
generación de los deslizamientos; parece que el factor determinante son las lluvias
antecedentes de muchos días".
Al finalañade: "Es importante anotar que un gran porcentaje del área de estudio presenta
estabilidad crítica".
Hastaaquí es bueno concluir diciendo que las susceptibilidad parece entonces estar
asociada a la litología presente, al tipo de pendiente y a la precipitación más
intensa después de avanzar el invierno, lo que se suma al mal uso del suelo explicado
por prácticas incipientes demodelado para la construcción de las viviendas, como son la
adecuación del terreno por medio de rellenos sin la adecuación de los materiales, cauces
ydrenajes, cuando no a los cortes de las frágiles laderas sin obras de refuerzo y a los
vertimientos indebidos de aguas lluvias y servidas.
15/4/2009 06:24 a.m.
30 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig.10- Distribución espacial de los deslizamientos durante38 años en Manizales.
Fuente, Cristina Murillo, Gonzalo Duque, et Al.
Delexamen conjunto de estos trabajos de Juan David Arango Gartner, Anne
CatherineChardon y otros datos confiables reportados dentro del mismo período por
elinvestigador Fernando González, y después de recopilar, revisar y comparar
lainformación obtenida de los deslizamientos ocurridos en la ciudad de Manizalesen un
periodo de 38 años -entre 1.960 y 1.998-, se concluye que se reportaron 1.314
deslizamientos y de ellos 508 sucedieron en 62 barrios de la ciudad. Los barrios con
mayor número de eventosordenados por su número y con diez o más de
diezdeslizamientos, fueron: Galán (26.4 %), La Avanzada(16.1%), Estrada (10.8 %),
Marmato (5.7 %), Asís (4.9 %), San Ignacio (4.7 %),Los Alcázares (4.5 %), El Carmen
(2.0 %), Fátima (2.0 %) y Uribe (2.0 %).
Relaciónde ocurrencia de deslizamientos por año:
En elaño de 1.993 ocurrieron 52 deslizamientos, lo que representa el 10.2 % del total
de los eventos, mientras losaños 1.968, 1.972, 1.973 y 1.997 registraron un sólo evento,
para el 0.2%. Los años que mayor cantidad de deslizamientos presentaron, ordenadosde
mayor a menor número, se muestran a continuación:
AÑO
N°
DESLIZAMIENTOS
1.993
52
1.984
44
1.982
42
15/4/2009 06:24 a.m.
31 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
1.969
41
1.981
37
1.971
28
1.988
26
1.994
21
1.989
17
1.967
15
1.995
15
Tabla5 a. Años con mayor número de deslizamientos.
Los años secos que son igualmente los de menor número de deslizamientos, son los
siguientes:
AÑOS
N°
DESLIZAMIENTOS
1.968, 1.972,
1.973 y 1.997
1
1.961 y 1.975
2
1.976, 1.977 y
1.980
3
1.978, 1.979,
1.987 y 1.991
4
1.983 y 1.992
5
Tabla5 b. Año con menos deslizamientos.
Pero debe señalarse que en el año 2003 hubo alrededor de 300 eventos, ocurridos en los
meses de Marzo, Junio y Noviembre, y que el día de mayor número de eventos, sin
antecedente histórico alguno en la ciudad, fue el de la noche entre el 18 y 19 de Marzo de
2003 con cerca de 150 eventos, que son la mitad de los ocurridos ese mismo año.
SUSCEPTIBILIDAD A LOS DESLIZAMIENTOS
15/4/2009 06:24 a.m.
32 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Para identificar las zonas más susceptibles a movimientos de masa, como factor
determinante de la inestabilidad del suelo, se recurre a una metodología adaptada a
partir de una propuesta del Observatorio Sismológico del Sur-Occidente ColombianoOSSO-, titulada "Modelo de susceptibilidad amovimientos de masa en el Eje Cafetero",
elaborada por V. Aguilar y D. Mendoza, dirigida por Andrés Velásquez, y que aparece
publicada en:
www.osso.univalle.edu.co/doc/tesis/2002/aproximacion/modelo.pdf
En la cual se utilizan a modo de determinantes tres variables: como factor
geomorfológico, las pendientes del terreno; como factor geológico-estructural, la geología;
y como factor climático, la humedad obtenida a partir de isoyetas.
Aunque el modelo de susceptibilidad del OSSO se ha elaborado sobre unos escenarios
de gran tamaño, cubriendo zonas del norte del Valle y Quindío que llegan casi a 2400
km2 para definir las variables cartografiadas a escala 1:100.000, y contrastarlo con un
modelo digital que proviene del inventario de las zonas con huellas de movimientos de
masa correspondiente al mismo territorio, en este estudio para Manizales que
seextiende sobre unos 20 km2 y por lo tanto que toma información a escala de mayor
detalle, se incorporará esa última variable independiente, la rugosidad y zonas con
marcas de erosión, a las del propio modelo para calificar la mayor o menor susceptibilidad
a los movimientos de masa. También se discriminarán suelos blandos con espesores que
causen amplificación sísmica.
Los prestigiosos investigadores del OSSO afirman que las tres variables consideradas,
pendientes (P), geología (G) y humedad (H), son factores suficientes para determinar la
susceptibilidad a los movimientos de masa (S), mediante la expresión S = P x G x H.
Citan varios trabajos e investigaciones al respecto, donde cada uno difiere en las cuantías
y rangos con los que se califica o diferencia cada segmento del territorio.
Es justo en este punto en el que se ha decidido para este estudio, hacerla primera
adaptación al trabajar las variables de modo más continuo, con elpropósito de asimilar las
mayores posibilidades de la información y escaladisponibles, ambas con mejor resolución,
y de la siguiente forma:
15/4/2009 06:24 a.m.
33 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig. 11 a.- Modelo digitalizado del relieve de Manizales: laderas del norte en la Q.
Olivares, y laderas del sur en el R. Chinchiná. Fuente, Fuente INGESAM &
AguasManizales. 2006.
Para las Pendientes P en la parte gráfica se discriminará el terreno en 5 rangos de 15
en 15%, desde menos del 15% hasta mayores del 75%. Ver Fig. 7 a. En el modelode
susceptibilidad, más adelante, los cálculos se harán únicamente con tres rangos, lo que
suele ser de común uso.
Para la Geología G, el total de las diferentes unidades geológicas quecontiene la
estratigrafía del denominado Terreno Cauca-Romeral: formaciones,grupos y complejos,
así como los lineamientos estructurales de naturaleza tectónicaasignándoles un ancho de
100 m.
Para la Amplificación A, las zonas de depósitos de suelos amplias y conespesores que
superen los 20 m, ubicados en lo alto de las laderas y cerca delas mismas, serán
señaladas como áreas con potencial de amplificación sísmica y quepueden fallar. La
Amplificación de los depósitos blandos hace que la intensidadde los sismos se
incremente en un grado, o en grado y medio cuando dichosdepósitos están saturados.
15/4/2009 06:24 a.m.
34 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig. 11 b- Corredores de fallas y microcuencas en los sectores rur-urbanos de
Manizales: laderas del Norte (Izq) y laderas del Sur (Der) de la ciudad. Fuente INGESAM
& AguasManizales.
Para la Humedad H, se utilizan las isoyetas promedio para el mes deoctubre, el más
lluvioso del año en la cuenca del Chinchiná. No se hará usoisoyetas para promedios
anuales de lluvias. Ver Fig. 8 y fondos a color en laFig. 11 a y la Fig. 11 b.
15/4/2009 06:24 a.m.
35 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Fig.11 c- Mapas de pendientes. En verde claro y amarillo, pendientes suaves; en azul y
morado pendientes fuertes. Laderas del Norte (Izq) y del Sur (Der). Según INGESAM &
Aguas Manizales.
La Rugosidad que pone en evidencia la pérdida de la textura aterciopelada que le
imprimen las cenizas volcánicas a nuestras laderas, se obtiene de la observación de
fotografías aéreas con escalas mayores que 1:10.000 y de la textura de las curvas de
nivel con intervalo de 2 m ploteadas sobre una planta a escala 1:7500.
Las Fallas F: se anexa este factor incluyendo los corredores de falla que se muestran
de color anaranjado en la Fig. 11, de la misma forma como se hace con las zonas de
rugosidad.
La Susceptibilidad S será estimada en función de los factores de inestabilidad,
mediante la siguiente expresión:
S= PxGxHxRxAxF
Donde:
S, es la Susceptibilidad a lasamenazas consideradas, y que se relacionan con
los movimientos de masa.
P, la Pendiente, que se valorarácon tres rangos, siendo las marcas de intervalo
30% y 75%.
G, la Geología, factor que seextiende al incorporar como factor la amplificación,
A. Los tres rangos seestablecerán según se trate de suelos, regolitos y saprolitos,
de rocas muyblandas, y de rocas al menos medianamente competentes.
H, la Humedad, valorada a partirde las isoyetas de octubre, donde se establecen
tres rangos con marcas deintervalos en 220 y 250 mm.
R, la Rugosidad, factor queconsidera los depósitos visiblemente importantes que
se encuentran ubicados enlas partes altas de las laderas.
F, el Fallamiento, es un factor quese define considerando afectado un corredor
de 150 m de ancho, donde sepresentan las fallas.
Los pesos con los cuales se valorarán los 4 factores principales: Pendiente,
Geología, Humedad y Rugosidad, y dos adicionales: Amplificación y Fallamiento,
como componentes para estimar la Susceptibilidad a los movimientos demasas y otros
fenómenos afines, son los que a continuación se presentan.
15/4/2009 06:24 a.m.
36 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Parametrización de rangos
Factor
Pendiene P:
PA: Más de PM: 30 a 75%
75%
PB: Menos de
30%
Geología G
GA: Llenos,
cenizas,
aluviones
sueltos,
coluviones, F
Casabianca,
Depósitos de
Escombros.
GB:
F
Manizales,
aluviones
cementados
e
Ígneas masivas
(Lavas y Gabros,
p.e.).
Humedad H
HA:
Mayor HM: 220 a 250
que 250
HB: Menor que
220
Rugosidad R
RA: Si
-
RB: No
Amplificación AA: Si
A
-
AB: No
FA: Si
-
FB: No
Fallas F
GM:
Metasedimentos
del
C,
Quebradagrande.
Tabla 6 a. Parametrización factores en tres niveles o categorías de intensidad.
Rangos de valoración.
Los valores para cada una de las seis variables consideradas factores de la
susceptibilidad a los movimientos de masa, varían en el espacio tomando valores de 1, 2
o 3, dependiendo de cómo contribuye en cada punto dicho factor a la inestabilidad
de las laderas. Se le asigna 1 a cada factor si su contribución a la inestabilidad es baja, 2
si es media y 3 si es alta. Una vez se tengan los valores de los factores en cada punto
del espacio, se valora S para ese punto como el producto de los valores que toman las
variables ya mencionadas en ese mismo punto del espacio. Al llevar la información
anterior a un Sistema de Información Geográfica, aportado por INGESAM, ese
resultado de S que representa los valores asignados a cada una delas variables, va
variando a lo largo del espacio, según lo haga el grado de severidad de los seis factores
ya señalados.
Si bien el máximo valor de S es 1 a la potencia 6 y el máximo 3 a la potencia 6, para este
modelo se aplicará la siguiente escala de valoración, y para su representación gráfica,
se le asignaran los siguientes colores:
15/4/2009 06:24 a.m.
37 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Rangos de valores de S para
cada nivel
Colores para los
sectores en todas
las Zonas, según el
nivel
Muy Bajo
S<4
Verde claro
Bajo
S entre 4 y 7
Amarillo
Moderado
S entre 8 y 15
Naranja
Alto
S entre 16 y 31
Rojo
Muy alto
S>32
Violeta
Nivel de la
susceptibilidad
S
Tabla 6 b. Valoración Nivel de la susceptibilidad S para los modelos de los cinco
escenarios de la susceptibilidad.
Figura 12- Zonas susceptibles en las laderas del norte y del sur de Manizales. Sancancio
ofrece mayor estabilidad que el sector de La Linda y Tejares. Fuente INGESAM &Aguas
Manizales.
Valoración del riesgo
15/4/2009 06:24 a.m.
38 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Se ilustra con un croquis la planta de un sector idealizado de una ladera con dos
conducciones, una ubicada en la parte alta y otra más baja, pero ambas sometidas a
eventos diferentes: deslizamientos rotacional o traslacional, flujo y amplificación
en caso de sismo intenso. Además, las zonas del colector expuestas a las amenazas,
para este ejemplo, que sumen 60 m de longitud.
Fig.13- Amenazas por deslizamiento rotacional o traslacional (naranja), por amplificación
(violeta) y por flujo (verde), con posibilidad de afectar una conducción (rojo). En café se
muestran las curvas de nivel y en azul el drenaje.
Al evaluar la historia de los eventos en el área de trabajo, se ha podido saber que estos
eventos pueden tener las siguientes frecuencias, intensidades y capacidades
destructivas:
• Los deslizamientos, por lo menos cada 4 años suelen abatir el frágil escenario de las
laderas de la ciudad y por cualquier lugar. Si se han reportado 513 eventos en 38
años, pero en un sólo día del año2003 ocurrieron 150 eventos a causa de una lluvia
con un retorno de unos 300 años, el promedio de 12deslizamientos por año permite
aceptar que en una zona específica de amenaza alta; es decir, en un determinado
lugar considerado de alta susceptibilidad, la cuantía de 1 probable deslizamiento cada
4 años, parece adecuada. Añadamos que esos eventos, sea el rotacional o el
traslacional, cubren el 5% de la zona declarada en peligro.
• Los flujos de lodo, como los de La Carola, La Francia y el termal La Gruta, con un
potencial alcance mínimo del orden de 1km y altura de 2m o más sobre la vaguada,
por un drenaje en mal estado, pueden resultar cada 15 años y cubriendo el 90% de la
zona de amenaza estimada.
• Los sismos con intensidad superior a VI, suelen ocurrir en la ciudad, máximo cada 30
años. Pero los eventos mayores de intensidad VII pueden resultar cada 475 años de
15/4/2009 06:24 a.m.
39 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
acuerdo a la información del CIMOC, así el sismo del Quindío sea un evento con un
período de recurrencia del orden de los 750 años. Para el efecto supongamos que el
mapa de microzonificación señala el doble del área realmente afectada en un evento
como el propuesto.
Ahora bien, supongamos que el período de retorno de los eventos estimados para la
evaluación sean: para deslizamientos 4 años; para flujos 15 años; y para amplificación 30
años; y que la siniestralidad esperada de los eventos, por la magnitud señalada,
alcance a: 40% para el deslizamiento rotacional; 80% para el deslizamiento traslacional;
100% para el flujo de lodos; y 30% para el sismo.
Con esta información podemos obtener el Factor de Riesgo Probable (FR), anual en este
caso dada la unidad de medida para la magnitud temporal. Este Factor se calcula a partir
del grado de siniestralidad (SE), de la fracción que ocupe el evento evaluada como
porcentaje superficial de las zonas potencialmente amenazadas (AE/AH) y en cada
evento específico, y del período de retorno (TA) que para cada evento se ha estimado y
expresado en años. Todo, mediante la expresión:
FR=(% Área amenazada y afectada x %Siniestralidad del evento) / Período anual
del evento.
FR= ((AE/AH) x SE)/TA.
Luego, para un tramo de colector específico, valorado en $1.200.000 cada metro lineal, el
Factor de Riesgo Probable se multiplica por ese valor y por la longitud del colector que
está expuesto a la amenaza considerada entre el conjunto de amenazas que
estánsuperpuestas, expresada esa longitud también en metros. Finalmente se deben
sumar las respectivas cuantías anuales, para obtener el valor total que representa las
contrapartidas de la prima técnica del seguro, evento por evento.
Para el caso, estos son los valores a sumar, dado que son cuatro los eventos que pueden
amenazar el sistema:
FRanual= (0.05x0.4)/4 + (0.05x0.8)/4 + (0.9x1.0)/15 + (0.5x0.3)/ 30= 0.08
El inverso de este Factor, 12,5, es el número de años en el cual se salva el valor del
bien, o en los que hipotéticamente sedestruye.
Como hemos hablado de 70 m de conducción expuesta, la Prima Técnica Anual, PTA,
o aporte económico neto por añoy que no cubre el AIU, valor que se deberá destinar para
el cubrimiento del riesgo del colector a las amenazas consideradas, es el resultado de
multiplicarel FR anual por el valor del bien expuesto; Esto es:
PTA= FR anual x Valor del bien x longitud expuesta
PTA= 0.08 x $1.2 millones/m x 60m = $5760 anuales.
15/4/2009 06:24 a.m.
40 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Y el riesgo de cúmulo es la suma de los riesgos de todos los elementos amenazados
del sistema, cada uno de ellos con un riesgo específico diferente según los diferentes
grados de exposición, y características de las amenazas.
A modo de ejemplos, los escenarios que son morfológicamente potenciales, para la
ocurrencia de flujos de lodo, socavación o avenidas torrenciales, se pueden obtener de
una sectorización o zonificación de las laderas.
CONCLUSIONESY RECOMENDACIONES
Al estudiar la susceptibilidad a los deslizamientos en los escenarios periurbanos de
Manizales, se hace evidente la diferencia delos niveles de vulnerabilidad existentes en las
laderas, resultando superiores los del Norte con relación a los Sur. Aún más, los niveles
de vulnerabilidad en ambos escenarios son superiores en el entorno de la Falla Manizales
– Aranzazu, y al occidente de la misma. Además hacia el occidente, entre La Linda y
Tejares, las geoformas muestran basculamiento tectónico de bloques, advirtiendo
cual es el ambiente geológico del área de influencia del escarpe de Chipre.
Al examinar el perfil de las dos vaguadas de la ciudad, es notable el mejor
comportamiento estructural de las unidades litológicas por debajo de la línea saliente de
las laderas de la Olivares y el Chinchiná, habida cuenta de que en la parte superior y por
encima de esta línea, donde es mayor la ocupación del territorio, dominan los depósitos
constituidos por Cenizas Volcánicas, suelos residuales asociados a la Formación
Casabianca y llenos antrópicos. Su mayor nivel de erodabilidad, el de estos materiales de
cobertura, se expresa a través del fuerte entallamiento del drenaje, a pesar de las
menores pendientes y bajos caudales en dicho escenario. Por debajo de las salientes de
las laderas (Fig. 4),los lugares más bajos de las vaguadas, se han construido obras como
el Canal dela CHEC, una estructura de exitoso desempeño por más de 70 años.
Las laderas son las cuestas naturales de las montañas. Entonces, debe añadirse queen
las zonas ubicadas sobre las salientes delas laderas que no han colapsado, los
depósitos de suelos siempre asociados a cenizas volcánicas son más potentes. Cuando
estos se desestabilizan dominan los movimientos rotacionales. En las partes
inferiores y por debajo de lassalientes, los suelos, de origen volcánico si aún se
mantienen, tienen menores espesores y suelen saturarse con mayor rapidez. Si
sedesestabilizan, los movimientos característicos suelen ser deslizamientos
traslacionales; pero donde estos no aparecen y afloran los conglomerados, los
movimientos típicossuelen ser caída de bloques.
Las zonas más propensas a las aceleraciones sísmicas, aunque con mayor capacidad
de asimilación de aguas lluvias son lasprimeras, a causa de los mayores espesores de
suelos; contrariamente, las zonas más propensas a los deslizamientos son las de fuerte
15/4/2009 06:24 a.m.
41 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
pendiente, en especial cuando la ladera facilita la saturación de los suelos de cobertura al
avanzar el invierno y presentarse una lluvia que haga las veces de factor detonante.
Desde el punto de vista antrópico, sobresalen escenarios que requieren medidas de
planificación a largo plazo pero de extrema urgencia: es el caso de la vía sobre la
antigua banca del ferrocarril, cuya ocupación entre el Puente de Villamaría y la Falla
Manizales – Aranzazu, resulta intensa y ha empezado a extenderse a la propia vaguada
del Río Chinchiná, un escenario en el cual los caudales máximos para un periodo de
retorno de 100 años empiezan a superar los 100 m3/s. Igualmente, el de los barrios
periféricos ubicados en las laderas Norte y Sur vecinas a la zona reticulada
característica del centro de la ciudad, lugares donde se concentra la historia de
deslizamientos condaños a la vida y a la propiedad, así como las obras de estabilización
de laderas adelantadas desde el año de 1974 por la Corporación Autónoma de Caldas,
antes CRAMSA y hoy CORPOCALDAS.
Desde el punto de vista estructural, es evidente que los factores de migración del campo
a la ciudad y de empobrecimiento de la población, se traducen en presiones sobre el
medio ambiente periurbano. Pero también, las prácticas urbanísticas no planificadas, que
desconocen fundamentos y características geotécnicas o condicionantes
geológicas del territorio, se traducen en conflictos que incrementan la presión sobre
las laderas de la ciudad y el mayor riesgo para la población pobre que es la más
vulnerable (Ver Fig. 9).
Antes que dejar los usos y manejos del suelo a las fuerzas del mercado, debe
fortalecerse la presencia del Estado: sin su ingerencia, en el nuevo modelo económico
las empresas se apropian de los beneficios y se desentienden de los costos asociados a
la explotación del suelo urbano, y cuando costos y beneficios se separan, es la sociedad
la que asume los primeros, ya por la vía de las corporaciones regionales, secretarías de
obras y oficinas de atención de desastres, ya por la del deterioro de la calidad de vida de
la población, y en especial la de los sectores más pobres que son los que no pueden
acceder a los mejores predios.
BIBLIOGRAFÍA
Anne Catherine Chardón. Un enfoque geográfico de la vulnerabilidad enzonas urbanas
expuestas a amenazas naturales. El ejemplo andino de Manizales,Colombia. 2.002.
Andrés Eduardo Rubio y JuanPablo Trujillo. Caracterización geotécnica por estabilidad
de la laderacomprendida por las laderas inmediatas sin urbanizar de la quebrada
Palermo.Universidad Nacional de Colombia. Manizales 2004.
15/4/2009 06:24 a.m.
42 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Aquaterra IngenierosConsultores SA. Estudio Geológico, Geotécnico e Hidráulico de la
Ladera Sur delBarrio La Sultana, Manizales. Manizales 2004.
Aguas de Manizales. Basetopográfica digitalizada y Lineamientos estructurales en el área
de Manizales,e Imágenes digitales de la Ciudad. 2006.
Aerofotografías del área deManizales.
Línea de vuelo C378 fotosNº 311 a 318. IGAC 1944.
Línea de vuelo C-2275 fotosNº 66 y 67. IGAC 1993.
Línea de vuelo C-2277 fotosNº 37 a 42. IGAC 1987.
Línea de vuelo C-2515 fotosNº 198 a la 215 IGAC 1993.
Línea de vuelo C-2515 fotosNº 281 a la 284 IGAC 1993.
Línea de vuelo C-2277 fotosNº 40, 41, y 42. IGAC 1987.
Andrew Mascrey. El manejo popular de los desastres naturales: estudiosde vulnerabilidad
y mitigación. ITDG. Lima 1989.
Anuario meteorológicocafetero. 1976, 1996. CENICAFÉ. Chinchiná 1977, 1997.
CRQ- DNPAD- Universidad delQuindío et al. III Conferencia colombiana de geología
ambiental. Armenia 1994.
Basil Booth, Frank Fitch. La Inestable Tierra. Salvat Ed. Barcelona.1986.
Barry R. G., Chorley R. J. Atmósfera, tiempo y clima. Omega. Barcelona1978.
Centre Internationald'Etude des Risques Naturels en http://www.risques-naturels.org
Instituto de Hidrología,Meteorología y Estudios Ambientales, Ideam, Colombia, en
http://www.ideam.gov.co/index4.asp#
Jean Francois Toussaint. Laneotectónica regional del territorio colombiano y su relación
con algunasamenazas geológicas. III conferencia colombiana de geología ambiental.
Armenia1994.
Carlos Enrique EscobarPotes. Estudio para la evaluación de riesgo por crecientes en la
cuenca altadel Río Chinchiná y sus afluentes. CIFOR LTDA. Manizales, 1998.
Fabio Luís Cachón Torres yJorge Iván Orozco Betancurth. Aportes al conocimiento de
15/4/2009 06:24 a.m.
43 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
los factoresgeológicos que inciden en los deslizamientos de Manizales. Universidad
deCaldas. Facultad de Geología y Minas. 1.989.
Fernando A. GonzálezLozano. Análisis de la información pluviométrica histórica para la
prevenciónde amenazas hídricas sobre la ciudad de Manizales. CORPOCALDA.
Manizales, 1999.
Fernando Sánchez Zapata.Estabilidad de la secuencia piroclástica en la quebrada San
Luis, Manizales,Viejo Caldas. Universidad Nacional de Colombia. Manizales 1997.
Francisco José Cruz Prada.Relaciones Lluvias Deslizamientos en la Ciudad de
Manizales- Revista SCIA 48años. Manizales 2004.
Fundación Profesional parael Manejo Integral del Agua – PROAGUA. Caracterización
climatológica,hidrológica e hidráulica de la cuenca del río Chinchiná. TOMO II. Convenio
C087– 2004 - CORPOCALDAS–PROAGUA. Manizales, Diciembre 2005.
Germán Chicangana, ArturoBarrientos, Carlos A. Vargas-Jiménez. Determinación de
esfuerzos a partir delos análisis de microtectónica en algunos sectores de los sistemas de
fallasque cruzan el Eje Cafetero, Colombia. Universidad Nacional de Colombia,
Bogotá2002.
Gonzalo Duque E y EugenioDuque E. Estudio de cinco conducciones subterráneas para
el trasvase de aguasresiduales, entre varias subcuencas del Olivares y el Río Chinchiná,
en elsector urbano de Manizales-Villamaría y otras microcuencas vecinas. INGESAM&
Aguas de Manizales. Manizales, 2006.
.
Gonzalo Duque Escobar. CTS & Economía. Universidad Nacional deColombia 2006.
www.galeon.com/cts-economia
GonzaloDuque Escobar, Eugenio Duque Escobar, David Saldaña Marulanda, Julián
DuqueBernal y Cristina Murillo López,
Vulnerabilidadde conducciones en laderas de la cuenca media del río Chinchiná. AGUAS
DEMANIZALES & INGESAM LTDA, Manizales, 2006. http://www.galeon.com
/conducciones/
Gonzalo Duque Escobar. Manual de geología para ingenieros. UniversidadNacional de
Colombia 1998. www.geocities.com/manualgeo_00
Gonzalo Duque Escobar. Riesgo en zonas de montaña por laderas inestablesy amenaza
volcánica. Memorias VII curso internacional sobre microzonificación ysu aplicación al
planeamiento urbano para la mitigación de desastres. CISMID –JICA. Lima 1995.
www.geocities.com_gonzaloduquee
Gonzalo Duque Escobar y Carlos Enrique Escobar Potes. Mecánica de los
suelos.Universidad Nacional de Colombia. 2002. www.galeon.com/geomecanica
15/4/2009 06:24 a.m.
44 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
Gonzalo Duque Escobar yEugenio Duque Escobar. Túneles Excavados en Rocas
Blandas -Aplicaciones enManizales- Aguas de Manizales & INGESAM Ltda. Manizales,
20 de julio de2006. http://www.galeon.com/tuneles/
Jaime Alberto Llano García y Jhon Belisario Restrepo Rivera. Relaciónentre la cantidad
de lluvia y la ocurrencia de deslizamientos en la carreteraManizales - Chinchiná".
Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales.Facultad de Ingeniería y Arquitectura.
2.000.
José Luís Naranjo. Modelode evolución morfotectónica del Sistema de Fallas de Romeral
a nivel regional.Universidad de Caldas. Manizales 2005.
José Luís Naranjo y PedroAntonio Ríos. Geología de Manizales y sus alrededores y su
influencia en losriesgos geológicos. Universidad de Caldas, Manizales 1989.
Juan David Arango Gartner.Relaciones lluvias – deslizamientos y zonificación geotécnica
en la comuna dosde la ciudad de Manizales. Universidad Nacional de Colombia. Facultad
Nacionalde Minas. 2.000.
Kenji Ishihara. Dinámica aplicada a la estabilidad de taludes. SCG-Universidad Nacional
de Colombia. Bogotá 1989.
Kagoshima Internacional Conference on Volcanoes. Japan. 1988.
Manuel García, LisandroBeltrán y Álvaro González. Curso de estabilidad de taludes.
Posgrado engeotecnia. Universidad Nacional de Colombia. Manizales 1993.
Michel Hermelín y AndrésVelásquez. Prediagnóstico de aspectos geológicos. Inédito.
Plan Integral deDesarrollo Urbano de Manizales. Medellín1985.
Microzonificación Sísmicade la Ciudad de Manizales, CIMOC -Alcaldía de Manizales,
2002.
Oscar Correa Calle. Modelodinámico para calificación de la amenaza pluvial y evaluación
de la posibilidadde erosión en la sectorización geotécnica de oleoductos y su aplicación en
laplaneación y toma de decisiones. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá.2005.
OPS- Disaster ManagementCenter. University of Wisconsin. Organización de los
servicios de salud parasituaciones de desastre. Washington, 1975.
OPS.Vulnerability of Water Supply Systems to Landslides. Mitigación deDesastres en
Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario.www.disaster-info.net/watermitigation
15/4/2009 06:24 a.m.
45 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
/e/publicaciones/EstudioVEN/INDEX.HTMLPAHO, 1997.
Pablo Andrés García Arangoy María Cecilia Echeverri Ramírez. Relación entre la
cantidad de lluvia y laocurrencia de deslizamientos en la carretera Manizales - La
Pintada.Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. Facultad de Ingeniería
yArquitectura. 2.000.
PNUD- Universidad EAFIT.Programa de prevención sísmica para Medellín: estudio de la
amenaza,zonificación, análisis y vulnerabilidad sísmica para Medellín, Medellín, 1994.
Red sismológica regionaldel Eje Cafetero (Viejo Caldas) y Tolima, ISSN 0123-9074, vol.
6, Número 1, año2001.
Simkiin T., Siebert L., McClelland L., Bridge D., Newhall D., LatterJ.H.. Volcanoes of the
world. Smithsonian Institution, USA. 1968.
Universidad Javeriana- OPS-ACODAL- Ministerio de salud de Colombia. Seminario
Internacional de ManejoSanitario en Situaciones de Desastre. Melgar 1991.
V. Aguilar, D. Mendoza, A.Velásquez. Modelo de susceptibilidad a movimientos de masa
en el Eje Cafetero.Observatorio Sismológico del Sur-Occidente Colombiano- OSSO IX
CongresoColombiano de Geología. Medellín 2003.
Valentina Tchemodanova.Metodología de evaluación de susceptibilidad y amenaza por
fenómenos dedeslizamiento, derrumbe, caída de bloques, flujo de tierra y erosión.
SociedadColombiana de Geotecnia. Bogotá. 2000.
(*) Profesores Universidad Nacional deColombia sede Manizales.
Manizales, Mayo 25 de 2007
¨ÑÛB∑¶≠`!√ 1d¨ ë!/≈ÎTë$ú_¬u ùMŒ]F€JŒmáYMBAc5 §“^" \l¶MFE4uDêo
eDìE´)¿QCÅ4– =$“I¨ùD‹F
yÿXi÷E◊NëT\r¬YT H€u’ u¬=%`Ñ Ueÿ_Âh†P}ï•TñÎΩUBôıÂUM±’ô X–A
÷ìM]M∂ÿ`K*ŸJ(Ÿ¶ã; Á¿A
ÕVQj!‰õäì&Ä@[1]<≤tÈA ñô—^U åÄ ‰ · ``¡UKuV’x:˝ ^gÄF©ÁF”I»ŸQF°Ñ§Gø eê
í H¢©´·Î¿KÅà@fTÊö¬;›&£G(1¥QC ·§¿ •q|ìi ˙ìo2J∫›é 6¯ p#Ê ïØr7TwÑv
!c˘BP%ñm}%Êy’¢'üXci˘V¥ NPA -¯P.π5|Ä^Yí9 ^RVR∏QØ Ó® æó>‹R™!‰XWaÑ”N
á!´ Ω¥öâ+“4 ƒ˛Qëƒ M1#©‹m¿’tõg e≈aT éÿ*p 6ˆ°á ä÷—Ö٠˪6 U®Á„ :•œnQIf{Œ“gÅ
Ïiõf ÒE�ñS äu¡ 1LM. l[fiPù ∂Tb ∂(Èi é: T0„€ºDãÓpreŒõ‰ 6tbq%pÄäô—¥Ío ]‹ Gç
‹QFø1 UÉ≠&hÍ˚. “≤‘ëÊgèw:(lR% Nìrñ≥ùÖ«)‰q {æ§∫ ûG[�ëzlí¨4i jS˚ 8¿∫ Ô-[‚äI∞Á.·M P
´ Ω §*«ÕfH~B…hŒ7ö∆0F`mC ¯˛ ë H§1.˛ \Jn Ùq‰! „… m√D ù-~ rŸ
I6ö·‡™Eéë“÷&√hE Jƒ‚ K§4 œ≈«=} JÍ∏¿jπŒhÏA†≥‘ì ‹`j= ù¸¢3øÑß+Mπ^Ωꉧ$ Á'
É‘ ı*ç óêO"à»»ZÂ=â HÜ€Û…@& E ]ÑP Hÿ•^ÚΩÚë-RR$ëÒ4ƒôï˘jJÔ˙œ ‰«˛q-xaö̶í
15/4/2009 06:24 a.m.
46 de 46
file:///G:/Gonzalo/Articulos/%C2%A0laderas%20manizales.htm
§ôE[Ÿ≤¿ .` 7¢Á<`a Y“¥Å ÏÄ\
15/4/2009 06:24 a.m.
Descargar