1. FUNDAMENTOS SOBRE DESLIZAMIENTOS.

M. Sc. Rolando Mora Chinchilla Los movimientos en masa son procesos de la Geodinámica Externa, los cuales modifican las diferentes formas del terreno. Los deslizamientos, a su ves, son la principal manifestación de los movimientos en masa. Los deslizamientos, como todos los movimientos en masa, involucran el movimiento, pendiente abajo, de los materiales que componen la ladera (Fig. 1.1) bajo la influencia de la gravedad y pueden ser disparados por lluvias, sismos y actividad humana.

Fig. 1.1 Deslizamiento Arancibia (1993) (foto R. Mora)

1.1 TIPOS DE MOVIMIENTOS. Los deslizamientos pueden ocurrir como: caídas, basculamientos, separaciones laterales, deslizamientos o flujos. Caídas: masas desprendidas de pendientes muy fuertes o escarpes, que se mueven en caída libre, dando tumbos (saltos) o ruedan ladera abajo (Fig. 1.2).

Fig. 1.2 Caída de rocas (Varnes, 1978).

Basculamientos : rotación de uno o más elementos alrededor de un punto pivote (Fig. 1.3).

Fig. 1.3 Basculamiento de columnas de roca (Varnes, 1978) Separaciones laterales: movimiento de extensión lateral acompañado por fracturamiento cortante o tensional (Fig. 1.4).

Fig. 1.4 Separación lateral (Varnes, 1978) Deslizamientos : desplazan masas a lo largo de uno o más planos discretos. Pueden ser rotacionales o translacionales en su movimiento. El movimiento rotacional se da donde la superficie de ruptura es curva, la masa rota hacia atrás alrededor de un eje paralelo a la ladera (Fig. 1.5).

Fig. 1.5 Deslizamiento rotacional (Skinner & Porter, 1992) El movimiento translacional se da cuando la superficie de ruptura es más o menos planar

o suavemente ondulante y la masa se mueve paralela a la superficie del terreno (Fig. 1.6).

Fig. 1.6 Deslizamiento translacional (Skinner & Porter, 1992)

Flujos: masas que se mueven como unidades deformadas, viscosas, sin un plano discreto de ruptura (Fig. 1.7).

Fig. 1.7 Flujo de detritos (Skinner & Porter, 1992) Algunos deslizamientos pueden presentar más de un tipo de movimiento, en este caso se describen como complejos.

1.2 TIPOS DE MATERIALES. Los deslizamientos pueden involucrar desplazamientos en roca, suelo o una combinación de ambos. Roca se refiere a la roca dura o firme, la cual se encontraba intacta y en su sitio antes del movimiento Suelo se entiende como un conjunto de partículas sueltas, no consolidadas o roca pobremente cementada o agregados inorgánicos. El suelo puede ser residual

(formado en el sitio) (Fig. 1.8) o material transportado. El suelo se puede describir como detritos (suelo de grano grueso) o suelo propiamente dicho (suelo de grano fino). El detrito es un suelo con un 20 a 80% de fragmentos mayores de 2 mm. Suelo fino es el que está compuesto de más del 80% de fragmentos menores de 2 mm.

Zona A: arena, limo y arcilla sinestructura. Pueden encontrarsebloques en la superficieZona B: material residual conbloques de roca. El porcentaje deroca es menor del 50%. Losbloques son redondeados y no seencuentran interconectadosZona C: Bloques de roca conmaterial residual a lo largo de lasdiscontinuidades. El porcentaje deroca es de 50-90% y los bloquesson angulares y se encuentraninterconectadosZona D: Más de 90% de roca. Poco material residual a lo largo delas discontinuidades, las quepueden encontrarse manchadascon óxidos de hierro

Fig. 1.8 Perfil idealizado de suelo residual (Ruxton & Berry, 1957)

1.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. Ruxton, B.P. & Berry, L., 1957: Weathering of granite and associated erosional features in Hong Kong. Bulletin of the Geological Society of America, vol. 68, pp 1263-1291. Skinner, B.J. & Porter, S.C., 1992: The Dynamic Earth: an introduction to physical geology. II edition, John Wiley & Sons, Inc. New York. 570 p.p. Varnes, D.J., 1978: Slope Movement: Types and Proceses. In Scuster & Krizek, 1978: Landslides: Analysis and Control. Special report 176. Transportation Research Board, Comisión on Sociotechnical Systems, National Research Council. National Academy of Sciences, Washungton, D.C. 234 p.p.

2. LAS PARTES DE UN DESLIZAMIENTO.

M.Sc. Rolando Mora Chinchilla 2.1 NOMENCLATURA DE LOS DESLIZAMIENTOS. Debido a que un deslizamiento involucra una masa de suelo o roca moviéndose ladera abajo, este puede ser descrito con base en las diferencias entre la masa que forma el deslizamiento y la ladera que no ha fallado. La ladera que no ha fallado se puede definir como la superficie original de terreno. Esta es, a su vez, la superficie que existía antes de que el movimiento se diera (Fig. 2.1). Si esta es la superficie de un deslizamiento antiguo, el hecho debe resaltarse, pues se trata de una reactivación del deslizamiento.

Fig. 2.1 Deslizamiento Quebradas, Santa Ana, Costa Rica, se aprecia la superficie original del terreno (Foto R. Mora). La masa que se ha movido se conoce como el material desplazado, es decir, es el material que se ha movido de su posición original en la ladera. El mismo pude encontrarse en un estado deformado o no deformado (Fig. 2.2). El material desplazado sobreyace dos sectores distintos. El sector de pérdida es el área dentro de la cual el material desplazado descansa bajo la superficie original del terreno y está definido por la superficie de ruptura (Fig. 2.3). En el caso de que no quede material sobre la superficie de ruptura o donde ha ocurrido flujo en vez de ruptura, es más conveniente utilizar el término área fuente. El sector de acumulación es el área donde el material desplazado descansa sobre la superficie del terreno (Fig. 2.3). Este

sector es definido por la superficie de separación subyacente, la cual separa el material desplazado del material estable, en el cual no se ha desarrollado ruptura alguna. En algunas ocasiones es mejor llamar a este sector área de depositación.

Fig. 2.2 Material desplazado en estado deformado, deslizamiento Tapezco, Santa Ana, Costa Rica (Foto R. Mora).

Fig. 2.3 Nomenclatura de un deslizamiento (Varnes, 1978) 2.2 PARTES DE UN DESLIZAMIENTO. Corona: sector de la ladera que no ha fallado y localizada arriba del deslizamiento. Puede presentar grietas, llamadas grietas de la corona. Escarpe principal: superficie de pendiente muy fuerte, localizada en el límite del deslizamiento y originada por el material desplazado de la ladera. Si este escarpe se proyecta bajo el material desplazado, se obtiene la superficie de ruptura. Escarpe menor: superficie de pendiente muy fuerte en el material desplazado y producida por el movimiento diferencial dentro de este material.

Superficie original del terreno

Material desplazado

Sector de pérdida

Superficie de ruptura

Sector de acumulaci

Punta de la superficie de ruptura: la intersección (algunas veces cubierta) de la parte baja de la superficie de ruptura y la superficie original del terreno. Cabeza: la parte superior del material desplazado a lo largo de su contacto con el escarpe principal. Tope: el punto más alto de contacto entre el material desplazado y el escarpe principal. Cuerpo principal: la parte del material desplazado que sobreyace la superficie de ruptura localizada entre el escarpe principal y la punta de la superficie de ruptura. Flanco: lado del deslizamiento Pie: la porción de material desplazado que descansa ladera abajo desde la punta de la superficie de ruptura Dedo: el margen del material desplazado más distante del escarpe principal. Punta: el punto en el pie más distante del tope del deslizamiento.

Fig. 2.4 Partes de un deslizamiento (Varnes, 1978). 2.3 OTRAS CARACTERÍSTICAS DE UN DESLIZAMIENTO. Algunas veces se torna necesario describir el crecimiento de un deslizamiento. Se sugieren algunos términos en función de cómo la ruptura se propaga en relación con la dirección de movimiento. Ruptura retrogresiva: ampliación del deslizamiento en la dirección opuesta a su movimiento.

Ruptura en avance: ampliación del deslizamiento en la dirección del movimiento. Donde la ampliación se da en ambas direcciones, se utiliza el término progresivo. Movimiento simple: movimiento rotacional o translacional de una masa individual a lo largo de una superficie de ruptura particular (Fig. 2.5).

Fig. 2.5 Movimiento simple (Hutchinson, 1968). Movimiento múltiple: una o más masas con el mismo tipo de movimiento a lo largo de dos o más superficies de ruptura distintas (Fig. 2.6).

Fig. 2.6 Movimiento múltiple (Hutchinson, 1968). Si un movimiento múltiple se desarrolla a lo largo de un período de tiempo, se utiliza el término movimiento sucesivo (Fig. 2.7).

Fig. 2.7 Movimiento sucesivo (Hutchinson, 1968). 2.4 TÉRMINOS RELACIONADOS CON EL CONTENIDO DE HUMEDAD. Seco: no hay humedad visible

Corona Escarpe

principal Escarpe

Punta de la superficie de ruptura

Cabeza

Tope

Cuerpo principal

Flanco

Pie

Dedo

Punta

Húmedo: contiene algo de agua pero no en estado libre, se comporta como un sólido plástico y no como un fluido. Mojado: contiene suficiente agua para comportarse como un fluido, el agua fluye del material o forma depósitos significativos (charcas, lagunas). Muy mojado: contiene suficiente agua para fluir como un líquido viscoso en pendientes bajas. 2.5 TÉRMINOS RELACIONADOS CON LA VELOCIDAD DE MOVIMIENTO. La velocidad de movimiento de los deslizamientos varía desde extremadamente lenta (menos de 0.06 m/año) a extremadamente rápida (3 m/s). 2.6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. Hutchinson, J.N., 1968: Mass Movement. In The Enciclopedia of Geomorphology (Fairbridge, R.W., ed., Reinhold Book Corp., New York, pp. 688-696. Varnes, D.J., 1978: Slope Movement: Types and Proceses. In Scuster & Krizek, 1978: Landslides: Analysis and Control. Special report 176. Transportation Research Board, Comisión on Sociotechnical Systems, National Research Council. National Academy of Sciences, Washungton, D.C. 234 p.p.

3. CLASIFICACIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS. M. Sc. Rolando Mora Chinchilla Los deslizamientos son clasificados con base en diferentes características de acuerdo a varios esquemas de clasificación. Los esquemas varían de acuerdo con el propósito de la clasificación. La aplicación de los términos de una clasificación aceptada, facilita la comunicación y contribuye al desarrollo de generalizaciones válidas sobre la ocurrencia de los diferentes tipos de deslizamientos.

Algunos investigadores cuestionan la utilidad de los esquemas de clasificación, debido a las variaciones entre deslizamientos individuales o a la falta de cuantificación a la hora de definir subcategorías discretas. Una de las clasificaciones más comúnmente utilizadas es la de Varnes (1978) (Cuadro 3.1), la cual utiliza el tipo de movimiento y la naturaleza del material. Posteriormente, la geometría, el movimiento y otras características son empleadas para definir subcategorías discretas.

Cuadro 3.1:Clasificación de los deslizamientos (Varnes, 1978).

Tipo de material Suelo Tipo de movimiento Roca

De grano grueso De grano fino Caídas Caídas de rocas Caídas de detritos Caídas de suelos

Basculamientos Basculamiento de rocas

Basculamiento de detritos

Basculamiento de suelos

Rotacionales Deslizamiento rotacional de

rocas

Deslizamiento rotacional de

detritos

Deslizamiento rotacional de

suelos Deslizamientos

Translacionales Deslizamiento

translacional de rocas

Deslizamiento translacional de

detritos

Deslizamiento translacional de

suelos

Separaciones laterales Separación lateral en roca

Separación lateral en detritos

Separación lateral en suelos

Flujos Flujo de rocas Flujo de detritos Flujo de suelos Complejos Combinación de dos o más tipos

3.1 CAÍDAS. Todas las caídas se inician con un desprendimiento de suelo o roca de una ladera muy empinada, a lo largo de una superficie en la que poco o ningún desplazamiento cortante se desarrolla (Cruden & Varnes, 1996) (Fig. 3.1). El material desciende en caída libre, saltando o rodando, el movimiento es de muy rápido a extremadamente rápido (Cruden & Varnes, 1996) (Fig. 3.1). Solo cuando la masa desplazada es socavada, las caídas son precedidas por pequeños deslizamientos o movimientos de basculamiento que separan el material de la masa no perturbada (Cruden & Varnes, 1996). Socavamiento ocurre típicamente en suelos cohesivos o rocas al pie de escarpes que sufren el ataque de las olas o debido a la erosión de márgenes de ríos.

Fig. 3.1 Caída de rocas (Varnes, 1978) 3.2 BASCULAMIENTOS. Un basculamiento es la rotación hacia adelante (afuera) de una masa de suelo o roca, alrededor de un punto o eje bajo el centro de gravedad de la masa desplazada (Cruden & Varnes, 1996) (Figs. 3.2 , 3.3 y 3.4).

Fig. 3.2 Basculamiento de columnas de roca (Cruden & Varnes, 1996)

Fig. 3.3 Basculamiento de detritos (Varnes, 1978). El basculamiento algunas veces es causado por el empuje del material localizado ladera arriba y otras veces por el agua presente en las grietas del macizo (Cruden & Varnes, 1996). Los basculamientos producen caídas o deslizamientos del material desplazado, dependiendo de la geometría del material en movimiento, la geometría de la superficie de separación y la orientación y extensión de las discontinuidades cinemáticamente activas (Cruden & Varnes, 1996). Los basculamientos varían de extremadamente lentos a extremadamente rápidos, algunas veces acelerando con el avance del movimiento (Cruden & Varnes, 1996).

Fig. 3.4 Basculamiento de detritos, embalse Cachí, Costa Rica (Foto R. Mora). 3.3 DESLIZAMIENTOS. Un deslizamiento es un movimiento ladera abajo de una masa de suelos o rocas, que ocurre predominantemente a lo largo de una superficie de ruptura o zonas relativamente delgadas de intensa deformación cortante (Cruden & Varnes, 1996). Inicialmente, el movimiento no ocurre simultáneamente a lo largo de lo que, eventualmente, será la superficie de ruptura; el volumen de material desplazado se incrementa a partir de un área de falla local (Cruden & Varnes, 1996). Muchas veces, los primeros signos de movimiento son grietas en la superficie original del terreno, a lo largo de lo que más tarde será el escarpe principal del deslizamiento (Cruden & Varnes, 1996).

El material desplazado puede deslizarse más allá de la punta de la superficie de ruptura, cubriendo la superficie original del terreno, la cual, a su vez, se convierte en superficie de separación (Cruden & Varnes, 1996). 3.3.1 Deslizamientos rotacionales. Estos deslizamientos se mueven a lo largo de superficies de ruptura curvas y cóncavas, con poca deformación interna del material (Cruden & Varnes, 1996). La cabeza del material desplazado se mueve verticalmente hacia abajo, mientras que la parte superior del material desplazado se bascula hacia el escarpe (Cruden & Varnes, 1996) (Fig. 3.5).

Fig. 3.5 Deslizamiento rotacional (Skinner & Porter, 1992) El escarpe principal es prácticamente vertical y carente de soporte, por lo que se pueden esperar movimientos posteriores que causen retrogresión del deslizamiento a la altura de la corona (Cruden & Varnes, 1996) (Fig.3.6).

Fig. 3.6 Escarpe principal, deslizamiento Tapezco, Costa Rica (Foto R. Mora). Ocasionalmente, los márgenes laterales de la superficie de ruptura pueden ser los suficientemente altos y empinados, como para producir deslizamientos hacia la zona

de pérdida (Cruden & Varnes, 1996) (Fig. 3.7).

Fig. 3.7 Margen lateral con deslizamientos hacia la zona de pérdida, deslizamiento Tapezco, Costa Rica (Foto R. Mora). El agua de escorrentía o un nivel freático somero pueden causar el desarrollo de lagunas en las secciones basculadas de mat erial desplazado, lo que a su vez, mantiene el material saturado y perpetúa el movimiento hasta que se desarrolle una pendiente suficientemente baja (Cruden & Varnes, 1996). 3.3.2 Deslizamientos translacionales. La masa se desplaza a lo largo de una superficie de ruptura plana o suavemente ondulada y superponiéndose a la superficie original del terreno (Cruden & Varnes, 1996) (Fig. 3.8).

Fig. 3.8 Deslizamiento translacional de detritos (Skinner & Porter, 1992). La superficie de ruptura usualmente se orienta a lo largo de discontinuidades como fallas, juntas, planos de estratificación o el contacto entre roca y suelos residuales o

transportados (Cruden & Varnes, 1996) (Figs. 3.8 y 3.9).

Fig. 3.9 Deslizamiento translacional a lo largo de planos de estratificación (Skinner & Porter, 1992). En los deslizamientos translacionales la masa desplazada puede también fluir, convirtiéndose en un flujo de detritos ladera abajo (Cruden & Varnes, 1996) (Fig. 3.10). 3.4 SEPARACIONES LATERALES. La separación lateral se define como una extensión de una masa cohesiva de suelo o roca, combinada con la subsidencia del material fracturado en un material subyacente más blando (Cruden & Varnes, 1996) (Figs. 3.11 y 3.12).

Fig. 3.11 Separación lateral en roca (Varnes, 1978). La superficie de ruptura no es una superficie de corte intenso y el proceso es el producto de la licuefacción o flujo (extrusión) del material más blando (Cruden & Varnes, 1996) (Fig. 3.13). Claramente estos movimientos son complejos, pero debido a que son muy

comunes en ciertos materiales y situaciones geológicas, es mejor reconocerlos como un tipo separado de movimiento (Cruden & Varnes, 1996).

Fig. 3.12 Separación lateral en suelo (Varnes, 1978).

Fig. 3.13 Separación lateral por licuefacción durante el terremoto de Limón, Costa Rica (1991), carretera Limón-Cahuita (Foto R. Mora). 3.5 FLUJOS. Un flujo es un movimiento espacialmente continuo, en el que las superficies de corte son de corta duración, de espaciamiento corto y usualmente no se preservan; la distribución de velocidades en la masa que se desplaza se compara con la de un fluido viscoso (Cruden & Varnes, 1996) (Fig. 3.14).

Fig. 3.14 Flujo de detritos (Skinner & Porter, 1992). El límite inferior de la masa desplazada puede ser una superficie, a lo largo de la cual se desarrolla un movimiento diferencial apreciable o una zona gruesa de corte distribuido (Cruden & Varnes, 1996). Es decir, existe una gradación desde deslizamientos a flujos, dependiendo del contenido de humedad, la movilidad y la evolución del movimiento (Cruden & Varnes, 1996). Los deslizamientos de detritos pueden convertirse en flujos de detritos extremadamente rápidos o avalanchas de detritos, en la medida en que el material desplazado pierde cohesión, aumenta de contenido de humedad o encuentra pendientes más fuertes (Cruden & Varnes, 1996) (Figs. 3.15, 3.16 y 3.17).

Fig. 3.15 Flujo de lodo (Skinner & Porter, 1992).

Fig. 3.16 Flujo de detritos, Arancibia, Costa Rica (Foto R. Mora).

Fig. 3.17 Avalancha de detritos (Skinner & Porter, 1992). 3.6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. Cruden, D.M. & Varnes, D.J., 1996: Landslide Types and Processes. In Turner, A.K. & Schuster, R.L., 1996: Landslides: Investigation and Mitigation. Special Report

247. Transportation Research Board, National Research Council. National Academy Press, Washington, D.C. 675 p.p. Skinner, B.J. & Porter, S.C., 1992: The Dynamic Earth: an introduction to physical geology. II edition, John Wiley & Sins, Inc. New York. 570 p.p. Varnes, D.J., 1978: Slope Movement: Types and Proceses. In Scuster & Krizek, 1978: Landslides: Analysis and Control. Special report 176. Transportation Research Board, Comisión on Sociotechnical Systems, National Research Council. National Academy of Sciences, Washungton, D.C. 234 p.p.

DESLIZAMIENTO BAJO GAMBOA, COSTA RICA: LA POSIBILIDAD DE UNA ESTABILIZACIÓN RENTABLE.

M. Sc. Rolando Mora Ch.

Escuela Centroamericana de Geología

Universidad de Costa Rica

E-mail: rmorach@geologia.ucr.ac.cr

INTRODUCCIÓN. Este trabajo involucra el estudio de las

propiedades físicas y mecánicas de un

macizo rocoso, en el cual se ha desarrollado

un deslizamiento circular en roca, disparado

por un laboreo errado de la ladera, con el fin

de explotarla como cantera de materiales. Se

ha realizado el análisis de la estabilidad de la

ladera natural, así como el diseño de un talud

seguro, basado en el movimiento estratégico

de tierras y el manejo de las aguas

subterráneas.

El sitio se localiza en el lugar conocido como

Bajo Gamboa, a 4 km al noroeste de San

Pablo de León Cortés, Distrito San Andrés,

Cantón de León Cortés, Provincia de San

José, entre las coordenadas Lambert Costa

Rica Norte (187000-188000)N y (528000-

530000)E (Fig. 1).

Para el estudio de estabilidad se ha realizado

una evaluación de campo del macizo rocoso,

mediante la aplicación del método Rock

Mass Rating (RMR) (Bieniawski, 1989), así

como, ensayos de laboratorio para la

determinación de las propiedades físicas.

Nicaragua

Panamá

COSTA RICAMar Caribe

Océano Pacífico

SAN JOSÉ

0 50 100 150 200

kilómetros

San Pablode León Cortés

189000

185000

529

000

533

000

Sitio de estudio

Fig. 1 Localización del sitio de estudio.

El factor de seguridad se ha calculado para

ruptura por las discontinuidades del macizo

rocoso y por falla circular. Este último tipo de

ruptura se ha considerado ya que se trata de

un macizo intensamente fracturado, en

donde la superficie de ruptura puede ser

definida por las discontinuidades, con la

tendencia a seguir una trayectoria circular

(Hoeck & Bray, 1981).

MARCO GEOLÓGICO.

Según Denyer y Arias (1991) el área de

estudio se encuentra comprendida en la

Formación Grifo Alto, la cual es una serie de

rocas volcánicas andesíticas y piroclásticas,

en las que se incluyen los depósitos

ignimbríticos que afloran al este de la hoja

topográfica Caraigres.

En la figura 2 se aprecia la presencia de

fallas geológicas importantes, como la falla

Jaris y la falla de desplazamiento de rumbo

que se localiza adyacente al área de estudio

y que es la responsable del fracturamiento

intenso que muestran las rocas silisificadas

del sitio.

Tm-bvc

Tm-pn

Tm-p

Tm-caQal

Sitio de estudio

Fig. 2 Geología del área de estudio

(modificado de Arias & Denyer, 1990)

PROPIEDADES FÍSICAS, MECÁNICAS, Y

CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO.

Los resultados de las mediciones de las

propiedades físicas y mecánicas del material

que compone el macizo rocoso, se resumen

en el cuadro 1. La resistencia a la

compresión inconfinada indica que la roca

intacta posee una resistencia alta, según la

clasificación de Bieniawski (1989). Por otro

lado, el Índice de Calidad de la Roca (RQD)

es característico de macizos rocosos de

calidad muy pobre, según Bieniawski (1989).

Utilizando la información del cuadro 1, se

obtiene que el macizo rocoso es de calidad

muy pobre (V), su cohesión es menor de 100

kPa y su ángulo de fricción interna es menor

de 15º, de acuerdo con la clasificación

geomecánica de macizos rocosos RMR

(Bieniawski, 1989). El criterio de ruptura

empírico para macizos rocosos intensamente

fracturados de Hoeck y Brown (1981) se ha

utilizado para definir los parámetros de

resistencia al corte del material. En la figura

3 se observa la relación entre el esfuerzo de

ruptura axial (esfuerzo principal mayor) y la

presión de confinamiento (esfuerzo principal

menor) para el macizo rocoso intensamente

fracturado del Bajo Gamboa, en esta figura la

relación con la constante adimensional

m=0.017 es la que se considera válida, la

otra relación se ha incluido para efecto de

comparación. En la figura 4 se observa la

envolvente de Mohr para el mismo macizo

rocoso, aquí la envolvente considerada como

válida es la de constante igual a 0.03562, la

restante se ha incluído con fines de

comparación.

El macizo rocoso presenta cuatro sistemas

de discontinuidades, con espaciamientos

muy cortos y orientados desfavorablemente,

lo cual lo torna sumamente susceptible a

presentar fenómenos de deslizamiento.

Cualquier corte vertical en este macizo

producirá problemas de estabilidad, debido a

la orientación (a favor de la pendiente) y

ángulo de buzamiento (58º) de uno de sus

sistemas de discontinuidades.

Cuadro 1: Propiedades físicas y

mecánicas para la clasificación del macizo

rocoso, deslizamiento Bajo Gamboa,

Costa Rica. Resistencia a la

compresión

inconfinada

103 MPa

RQD

20%

Espaciamiento

mínimo de

discontinuidades

20 mm

Condición de las

discontinuidades

Superficies poco ásperas,

separación menor a 1 mm,

paredes muy meteorizadas Condiciones

generales del agua

subterránea

Completamente seca

Orientación de la

dirección

estratigráfica y

buzamiento de las

discontinuidades

Desfavorable

Peso unitario de la

roca

26.5 kN/m3

Cohesión del macizo

rocoso

< 100 kPa

Ángulo de fricción

del macizo rocoso < 15º

0

5

10

15

20

Esf

uerz

o ax

ial [

MP

a]

0 2 4 6 8 10 12 14Esfuerzo confinante [MPa]

Fig. 3 Criterio de ruptura empíricoMacizo Rocoso Bajo Gamboa

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0E

sfue

rzo

cort

ante

[M

Pa]

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0Esfuerzo normal [MPa]

Fig. 4 Envolvente de MohrMacizo Rocoso Bajo Gamboa

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE LA

LADERA NATURAL.

Para la ejecución del análisis de estabilidad

de la ladera natural se ha utilizado la base

topográfica presentada por Estrada (1993).

Se ha seleccionado un perfil topográfico

perpendicular a la orientación de las

discontinuidades más desfavorables y a las

curvas de nivel del terreno. Debido a que no

se conoce con certeza la ubicación de la

superficie freática, se ha realizado el análisis

considerando la condición de flujo de agua

subterránea número 1 de Hoeck y Bray

(1981), es decir una ladera natural

completamente drenada.

Bajo esta condición el factor de seguridad de

la ladera natural, según el método de

análisis, se puede observar en el cuadro 2 y

la figura 5. Los tres factores de seguridad se

encuentran muy cercanos a la unidad, lo cual

indica que la ladera se encuentra en una

condición precaria de estabilidad, esto

considerando la ladera como completamente

drenada. Si se considera otra situación para

el agua subterránea, con certeza los factores

de seguridad pueden alcanzar valores

incluso inferiores a la unidad.

Cuadro 2: Factores de seguridad de la

ladera natural según el método de

análisis.

Método de análisis Factor de

sefuridad

Ordinario o de Fellenius 1.033

Simplificado de Bishop 1.096

Simplificado de Jambu 1.016

Ordinario o de Fellenius: se desprecian las fuerzas entre dovelas

Simplificado de Bishop: las fuerzas resultantes entre dovelas son horizontales. No se consideran las fuerzas de corte entre dovelas

Simplificado de Jambu: las fuerzas resultantes entre dovelas son horizontales. Se utiliza un factor de corrección empírico para considerar las fuerzas de corte entre dovelas

Fig. 5 Análisis de estabilidad de la ladera natural, utilizando los métodos: Ordinario o de Fellenius, Simplificado de Bishop y Simplificado de Jambu. Escala vertical y horizontal: 1:2000. Perfi: N57ºE

1.096

1 . 0 1 6

1 . 0 3 3

Durante el trabajo de campo se encontraron

evidencias de que la ladera se encuentra en

un proceso de desestabilización acelerado,

esto debido a la tala de la vegetación y a la

extración de materiales utilizando cortes

verticales. Se observan grietas y escarpes de

0.5 a 1.0 m de altura y que establecen la

posibilidad de un deslizamiento de grandes

proporciones, el cual puede involucrar las

propiedades vecinas y poner en peligro las

tomas del acueducto de la comunidad de San

Antonio.

ESTABILIZACIÓN DE LA LADERA

MEDIANTE EXPLOTACIÓN DEL

MATERIAL Y MANEJO DEL AGUA

SUBTERRANEA.

El talud propuesto por Estrada (1993) para la

exlotación del material ha sido analizado,

considerando rupturas por las diaclasas y por

falla general. Este talud es de 10 m de altura,

con un ángulo de inclinación de 60º y bermas

de 20 m de ancho. Esta configuración es

estable por sí sola, pues el factor de

seguridad calculado para rupturas por las

diaclasas es de 2.356 y para ruptura general

de 2.444 (Fig. 6). Por otra parte, si se

considera el empleo de esta configuración

para toda la ladera, se puede producir una

falla generalizada del talud, pues el factor de

seguridad sería inferior a 1.0.

Perfil: N57ºE. Factor de seguridad mínimo: 2.444 (Simplificado de Bishop)

Fig. 6 Estabilidad del talud propuesto para explotación por Estrada (1993).

Se han realizado varios diseños para tratar

de elevar el factor de seguridad,

considerando la remoción de material y el

drenaje del agua subterránea. El diseño que

presenta características aceptables desde el

punto de vista de su estabilidad es el de la

figura 7, donde se ha tomado en cuenta que

se trata de un talud para la explotación de

materiales en una cantera y no representa

una amenaza alta desde el punto de vista de

pérdida de vidas y pérdidas económicas. El

factor de seguridad es de 1.20, considerando

que el agua subterránea se debe mantener,

al menos, en la posición sugerida por el autor

(Fig. 7).

Factor de seguridad mínimo: 1.20 Método: Simplificado de Jambu

Distancia horizontal [m]40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420

Dis

tanc

ia v

ertic

al [m

] (x

100

0)

1.74

1.75

1.76

1.77

1.78

1.79

1.80

1.81

1.82

1.83

1.84

1.85

1.86

1.87

1.88

1.89

1.90

1.91

1.92

1.93

Fig. 7 Perfil (N57ºE ) de estabilización propuesto

23

24

Para ejecutar esta obra de estabilización se

debe considerar que los trabajos involucran,

al menos, una distancia de 50 m en la

propiedad colindante al suroeste y el estudio

de las condiciones del agua subterránea para

el diseño de las obras de drenaje apropiadas.

Dentro de las posibles soluciones para el

drenaje se pueden contemplar las galerías de

infiltración, los drenajes subhorizontales y los

pozos.

BENEFICIOS DEL PROCESO DE

ESTABILIZACIÓN DE LA LADERA.

La estabilización de la ladera estudiada

evitaría que el proceso involucre más área,

en los alrededores del sitio y además, se

eliminaría la amenaza de destrucción de las

tomas del acueducto de la comunidad de San

Antonio. Por otro lado, si se considera la

resistencia a la compresión inconfinada del

material (104 MPa) y que el mismo se

encuentra intensamente fracturado, se habre

la posibilidad para que sea utilizado como

material de construcción, o como agregado

de concreto y asfalto.

La modificación del perfil de la ladera

involucra un área de 5300 m2 por metro

lineal. Si se considera que el tramo por

estabilizar tiene 250 m de largo, entoces se

puede hablar de un volumen explotable

aproximado de 1325000 m3. Ahora bien, si el

precio del material en banco se considera

como de ¢ 300 por metro cúbico, quiere decir

que se cuenta potencialmente con ¢ 397.5

millones para ser extraídos.

CONCLUSIONES.

La falla de desplazamiento de rumbo, que se

localiza adyacente al área de estudio, es la

responsable del fracturamiento intenso que

muestran las rocas silisificadas del sitio.

La resistencia a la compresión inconfinada

indica que la roca intacta posee una

resistencia alta, mientras que el Índice de

Calidad de la Roca (RQD) es característico

de macizos rocosos de calidad muy pobre.

Lo anterior conduce a considerar que la

cohesión del macizo es menor de 100 kPa y

su ángulo de fricción interna es menor de

15�

El macizo rocoso presenta cuatro sistemas

de discontinuidades, con espaciamientos

muy cortos y orientados desfavorablemente,

lo cual lo torna sumamente susceptible a

presentar fenómenos de deslizamiento.

Cualquier corte vertical en este macizo

producirá problemas de estabilidad, debido a

la orientación (a favor de la pendiente) y

ángulo de buzamiento (58�) de uno de sus

sistemas de discontinuidades.

El factor de seguridad de la ladera se

encuentra muy cercano a la unidad, lo cual

indica que la misma posee una condición

precaria de estabilidad, esto considerandola

ladera como completamente drenada. Si se

toma en cuenta otra situación para el agua

subterránea, con seguridad los factores de

seguridad pueden alcanzar valores incluso

inferiores a la unidad. Durante el trabajo de

campo se encontraron evidencias de que la

ladera se encuentra en un proceso de

desestabilización acelerado, esto debido a la

tala de la vegetación y a la extración de

materiales utilizando cortes verticales,

además se ha establecido la posibilidad de

un deslizamiento de grandes proporciones, el

cual puede involucrar las propiedades

vecinas y poner en peligro las tomas del

acueducto de la comunidad de San Antonio.

El factor de seguridad de la ladera

modificada es de 1.20, considerando que el

agua subterránea se debe mantener en la

posición sugerida por el autor. Para ejecutar

esta obra de estabilización se debe

considerar que los trabajos involucran, al

menos, una distancia de 50 m en la

propiedad colindante al suroeste y el estudio

de las condiciones del agua subterránea para

el diseño de las obras de drenaje apropiadas.

La estabilización de la ladera evitaría que el

proceso involucre más área, en los

alrededores del sitio y se eliminaría la

amenaza de destrucción de las tomas del

acueducto de la comunidad de San Antonio.

Por otro lado, se habre la posibilidad para

que el sitio sea utilizado como fuente de

materiales para la construcción, o de

agregados de concreto y asfalto.

Se puede decir que el volumen de material

explotable comprende aproximadamente

1325000 m3 y si el precio del material en

banco se considera como de ¢ 300 por metro

cúbico, quiere decir que se cuenta

potencialmente con ¢ 397.5 millones para ser

extraídos. La suma anterior justifica

financieramente la ejecución de las obras de

estabilización.

BIBLIOGRAFIA.

Bieniawski, Z.T., 1989: Engineering Rock

Mass Classifications. John Wiley & Sons.

New York. 251 p.p.

Denyer, P. y Arias, O., 1991: Estratigrafía de la región central de Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 12: 1-59 p.

Estrada, E., 1993: Programa inicial de

explotación, informe técnico-financiero.

Geología-Evaluación, Exp. 2327. Informe

inédito. 16 p.

Hoek, E. & Bray, J.W., 1981: Rock Slope

Engineering. The Institution of Mining and

Metallurgy. Revised third edition. London.

358 p.p.

ZONIFICACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD

AL DESLIZAMIENTO: RESULTADOS

OBTENIDOS PARA LA PENÍNSULA DE

PAPAGAYO MEDIANTE LA

MODIFICACIÓN DEL MÉTODO MORA-

VAHRSON (MORA, R. ET AL., 1992).

M. Sc. Rolando Mora Chinchilla

Geól. Jeisson Chaves Gamboa

Geól. Mauricio Vásquez Fernández

Sección Geotecnia e Hidrogeología

Escuela Centroamericana de Geología

Universidad de Costa Rica

E-mail: rmorach@geologia.ucr.ac.cr

1. INTRODUCCIÓN.

La metodología para la determinación “a

priori” de la amenaza de deslizamientos

Mora-Vahrson (Mora, R. et al., 1992) se ha

modificado con la inclusión del ángulo de la

pendiente del terreno, en sustitución del

índice de relieve relativo, y la consideración

de los parámetros de resistencia al corte de

suelos y la clasificación de macizos rocosos

de Bieniawski (1989) en el parámetro de

susceptibilidad litológica. También, se ha

considerado una clasificación más

simplificada del grado de amenaza, el cual se

propone se denomine Susceptibilidad al

Deslizamiento. De esta manera, la nueva

metodología para el estudio de la

susceptibilidad al deslizamiento se ha

denominado método Mora-Vahrson-Mora

(MVM).

Esta metodología permite obtener una

zonificación de la susceptibilidad del terreno

a deslizarse, mediante la combinación de la

valoración y peso relativo de diversos

indicadores morfodinámicos, la cual es

sencilla de implementar en un sistema de

información geográfica (SIG). Se pretende

dividir el área estudiada en sectores de

comportamiento similar y proveer una base

para entender las características de cada uno

de estos sectores.

La metodología es simple, fácilmente recordada y entendible; cada uno de sus factores es claro y la terminología utilizada es ampliamente aceptada; incluye los factores más significativos desde el punto de vista de la inestabilidad de laderas; se basa en parámetros que pueden determinarse de manera rápida y barata en el campo y en la oficina, así como, en valoraciones que incluyen el peso relativo de los parámetros.

Los mapas generados con esta metodología

se utilizan y aplican como instrumentos en la

toma de decisiones para los procesos de

planificación del uso del terreno, explotación

de recursos naturales y el desarrollo de

infraestructura, urbanismo y líneas vitales

(Mora, R. et al., 1992). El resultado de su

aplicación será una mejor comprensión de

los fenómenos naturales en el área de

estudio, lo cual incide en su desarrollo

eficiente y duradero (Mora, R. et al., 1992).

La metodología permite desarrollar una

aproximación del grado de susceptibilidad al

deslizamiento de la región estudiada y de los

fenómenos que influencian mayormente esta

condición (Mora, R. et al., 1992). Es valiosa

en la identificación de áreas críticas y útil en

la orientación de prioridades en cuanto al

destino de los recursos destinados hacia

estudios geotécnicos de detalle (Mora, R. et

al., 1992).

Bajo ninguna circunstancia, esta metodología

debe sustituir los estudios geotécnicos de

campo y laboratorio, necesarios para el

diseño y concepción de las obras civiles y

sus complementos de protección y mitigación

correspondientes (Mora, R. et al., 1992).

Adicionalmente, fuera de un concepto

general, la metodología tampoco es capaz de

pronosticar el tipo de deslizamiento que

podría presentarse.

2. FACTORES Y PARÁMETROS

UTILIZADOS POR LA

METODOLOGÍA MVM.

La metodología se aplica mediante la

combinación de varios factores y parámetros,

los cuales se obtienen de la observación y

medición de indicadores morfodinámicos y su

distribución espacio-temporal. En este trabajo

se utilizó una base topográfica 1:20000, con

una resolución de 100 m2, es decir un

tamaño de píxel de 10x10 m.

La combinación de los factores y parámetros

se realiza considerando que los

deslizamientos ocurren cuando en una

ladera, compuesta por una litología

determinada, con cierto grado de humedad y

con cierta pendiente, se alcanza un grado de

susceptibilidad (elementos pasivos) (Mora,

R., Vahrson, W. & Mora, S., 1992). Bajo

estas condiciones, los factores externos y

dinámicos, como son la sismicidad y las

lluvias intensas (elementos activos), actúan

como factores de disparo que perturban el

equilibrio, la mayoría de las veces precario,

que se mantiene en la ladera (Mora, R. et al.,

1992).

Es así como se considera que el grado de

susceptibilidad al deslizamiento es el

producto de los elementos pasivos y de la

acción de los factores de disparo (Mora, R. et

al., 1992):

H = EP * D

donde:

H: grado de susceptibilidad al deslizamiento,

EP: valor producto de la combinación de los

elementos pasivos, y

D: valor del factor de disparo.

Por su parte el valor de los elementos

pasivos se compone de los siguientes

parámetros (Mora, R. et al., 1992):

EP = Sl * Sh * Sp

donde:

Sl : valor del parámetro de susceptibilidad

litológica,

Sh : valor del parámetro de humedad del

terreno, y

Sp : valor del parámetro de la pendiente.

El factor de disparo se compone de los

siguientes parámetros (Mora, R. et al., 1992):

D = Ds + Dll

donde:

Ds : valor del parámetro de disparo por

sismicidad, y

Dll : valor del parámetro de disparo por lluvia.

Sustituyendo los parámetros apropiados, la

ecuación original se puede expresar como

(Mora, R. et al., 1992):

H = (Sl * Sh * Sp) * (Ds + Dll)

De esta ecuación se pueden derivar las

relaciones (Mora, R. et al., 1992):

Hs = (S l * Sh * Sp) * (Ds)

Hll = (S l * Sh * Sp) * (Dll)

donde:

Hs : susceptibilidad al deslizamiento por

sismicidad, y

Hll : susceptibilidad al deslizamiento por

lluvias.

Para los resultados de la combinación de

todos los factores no se puede establecer

una escala de valores única, pues los

mismos dependen de las condiciones de

cada área estudiada. Por este motivo, se

sugiere dividir el rango de valores obtenidos,

para el área de estudio, en cinco clases de

susceptibilidad y asignar los calificativos que

se presentan en el cuadro 1. El calificativo de

susceptibilidad es una representación

cuantitativa de los diferentes niveles de

amenaza, que muestra solamente el rango

de amenaza relativa en un sitio en particular

y no la amenaza absoluta. Se sugiere que la

asignación de rangos se efectúe con la

utilización de un histograma de los resultados

de la combinación de parámetros.

Cuadro 1: Clasificación de la

susceptibilidad al deslizamiento.

Clase Calificativo de susceptibilidad al deslizamiento

Característica

I Muy baja

Sectores estables, no se

requieren medidas correctivas.

Se debe considerar la influencia

de los sectores aledaños con

susceptibilidad de moderada a

muy alta.

II Baja

Sectores estables que requieren

medidas correctivas menores,

solamente en casos especiales.

Se debe considerar la influencia

de los sectores aledaños con

susceptibilidad de moderada a

muy alta.

III Moderada

No se debe permitir la

construcción de infraestructura si

no se mejora la condición del

sitio

IV Alta

Probabilidad de deslizamiento

alta en caso de sismos de

magnitud importante y lluvias de

intensidad alta. Se deben

realizar estudios de detalle y

medidas correctivas que

aseguren la estabilidad del

sector, en caso contrario, deben

mantenerse como áreas de

protección.

V Muy alta

Probabilidad de deslizamiento

muy alta en caso de sismos de

magnitud importante y lluvias de

intensidad alta. Se deben

realizar estudios de detalle y

medidas correctivas que

aseguren la estabilidad del

sector, en caso contrario, deben

mantenerse como áreas de

protección.

Se debe enfatizar en que esta clasificación

relativa de la susceptibilidad, se basa en

influencia que tienen las diferentes

condiciones examinadas en un área

específica; es decir, las áreas de

susceptibilidad determinadas para un sitio

son válidas únicamente para este sitio.

Condiciones similares, encontradas fuera del

sitio, pueden producir un resultado diferente

por una pequeña diferencia en alguno de los

factores.

3. DESCRIPCIÓN DE LOS

PARÁMETROS DE LA

METODOLOGÍA MVM.

3.1 PARÁMETRO DE LA PENDIENTE

(Sp).

Este parámetro utiliza las clases de

pendiente de van Zuidam (1986), con las

cuales se describen los procesos

característicos y esperados, y las

condiciones del terreno, así como una

leyenda de colores sugerida por el mismo

autor (Cuadro 2). Las clases de pendientes

pueden coincidir con los sectores críticos,

donde los procesos de deslizamiento son

dominantes (van Zuidam, 1986).

3.2 PARÁMETRO DE

SUSCEPTIBILIDAD LITOLÓGICA

(Sl).

Los tipos de suelos y rocas juegan un papel

preponderante en el comportamiento

dinámico de las laderas (Mora, R. et al.,

1992).

Cuadro 2: Clases de pendientes,

condiciones del terreno, colores

sugeridos y valoración del parámetro Sp.

Clase de

pendiente

[º] [%]

Condiciones del

terreno Color

Valor

de Sp

0-2 0-2

Planicie, sin

denudación

apreciable

Verde

oscuro 0

2-4 2-7

Pendiente muy

baja, peligro de

erosión

Verde

claro 1

4-8 7-15

Pendiente baja,

peligro severo de

erosión

Amarillo 2

8-16 15-30

Pendiente

moderada,

deslizamientos

ocasionales,

peligro de erosión

severo

Naranja 3

16-35 30-70

Pendiente fuerte,

procesos

denudacionales

intensos

(deslizamientos),

peligro extremo de

erosión de suelos

Rojo

claro 4

35-55 70-140

Pendiente muy

fuerte,

afloramientos

rocosos, procesos

denudacionales

intensos,

reforestación

posible

Rojo

oscuro 5

> 55 > 140

Extremadamente

fuerte,

afloramientos

rocosos, procesos

denudacionales

severos (caída de

rocas), cobertura

vegetal limitada

Morado 6

La composición mineralógica, la capacidad

de retención de humedad, los espesores y

grado de meteorización, el estado de

fracturamiento, el ángulo de buzamiento, la

posición y variación de los niveles freáticos,

etc., influyen claramente en la estabilidad o

inestabilidad de las laderas (Mora, R. et al.,

1992).

La evaluación de este parámetro puede

realizarse según las sugerencias de Mora, R.

et al., (1992), sin embargo, si se cuenta con

descripciones de los macizos rocosos y la

evaluación de propiedades geotécnicas de

suelos, se recomienda utilizar los cuadros 3 y

4.

El cuadro 3 se ha confeccionado con la

utilización de la clasificación de macizos

rocosos RMR (Bieniawski, 1989), y el cuadro

4 con la modificación del cuadro propuesto

por Miles & Keafer (2002).

Cuadro 3: Valoración del parámetro susceptibilidad litológica, caso macizos rocosos según RMR (Bieniawski, 1989).

Valoración

RMR

Número

de clase

RMR

Descripción

RMR

Valoración

del

parámetro

Sl

< 20 I Muy pobre 5

21-40 II Pobre 4

41-60 III Medio 3

61-80 IV Bueno 2

81-100 V Muy Bueno 1

Cuadro 4: Valoración del parámetro susceptibilidad litológica, caso suelos Ángulo de

fricción

efectiva

Cohesión

efectiva

[kPa]

Descripción

Valoración

del

parámetro

S

[grados] Sl

0-15 0-10 Muy bajo 5

15-20 10-15 Bajo 4

20-25 15-20 Medio 3

25-30 20-25 Alto 2

> 30 > 25 Muy alto 1

3.3 PARÁMETRO DE HUMEDAD DEL

TERRENO (Sh).

En este caso se recurre a los promedios

mensuales de precipitación, efectuando con

ellos un balance hídrico simplificado, en

donde se asume una evapotranspiración

potencial de 125 mm/mes, por lo tanto,

precipitaciones mensuales inferiores a 125

mm no conducen a un aumento de la

humedad del terreno, mientras que una

precipitación entre 125 y 250 mm si la

incrementa, y precipitaciones mensuales

superiores a 250 mm conducen a una

humedad del suelo muy alta (Mora, R. et al.,

1992).

Seguidamente, a los promedios mensuales

se les asignan los valores del cuadro 5 y se

efectúa la suma de estos valores para los

doce meses del año, con lo que se obtiene

un valor que puede oscilar entre 0 y 24

unidades. El resultado refleja los aspectos

relacionados con la saturación y la

distribución temporal de humedad en el

terreno (Mora, R. et al., 1992). La valoración

del parámetro se presenta en el cuadro 6.

Cuadro 5: Valores asignados a los promedios mensuales de lluvia (Mora, R. et al., 1992).

Promedio de

precipitación

mensual

[mm]

Valor

asignado

< 125 0

125-250 1

>250 2

Cuadro 6: Valoración del parámetro humedad del terreno (Sh) (Mora, R. et al., 1992).

Suma de

valores

asignados a

cada mes

Descripción

Valoración

del

parámetro

Sh

0-4 Muy bajo 1

5-9 Bajo 2

10-14 Medio 3

15-19 Alto 4

20-24 Muy alto 5

3.4 PARÁMETRO DE DISPARO POR

SISMICIDAD Ds.

La sismicidad es el evento natural que ha

causado la mayor destrucción por

deslizamientos en Costa Rica (Mora, R. et

al., 1992). Se ha observado que el potencial

de generación de deslizamientos por

actividad sísmica puede correlacionarse con

la escala de intensidades Mercalli-Modificada

(Mora, R. et al., 1992).

En caso de contar con datos sobre

aceleraciones pico (PGA), se ha utilizado la

relación de Trifunac y Brady (1975), para

establecer los valores correspondientes del

parámetro de disparo por sismicidad (Ds)

(Cuadro 7). Existen otras relaciones entre

intensidad y aceleración que pueden ser

utilizadas, a criterio de las personas que

pongan en práctica esta metodología.

Cuadro 7: Valoración del parámetro de

disparo por sismicidad Ds.

Intensidad

Mercalli-

Modificada

Aceleración

pico (%g)

(Trifunac &

Brady, 1975)

Valoración

del

parámetro

Ds

I 0.3-0.6 1

II 0.6-1.1 2

III 1.1-2.2 3

IV 2.2-4.5 4

V 4.5-8.9 5

VI 8.9-17.7 6

VII 17.7-35.4 7

VIII 35.4-70.5 8

IX 7.5-140.8 9

X 140.8-280.8 10

XI 280.8-560.4 11

XII > 560.4 12

3.5 PARÁMETRO DE DISPARO POR

LLUVIA Dll.

En este parámetro se consideran las

intensidades de lluvias potencialmente

generadoras de deslizamientos, se utiliza la

lluvia máxima en 24 horas con un período de

retorno de 100 años, aplicando la distribución

de valores extremos Gumbel tipo I o

LogPearson tipo III a series temporales con

más de 10 años de registro (Mora, R. et al.,

1992). En el cuadro 8 se aprecia la

valoración del parámetro Dll.

Cuadro 8: Valoración del parámetro de

disparo por lluvias Dll (Mora, R. et al.,

1992).

Lluvia máxima

en 24 horas,

período de

retorno 100

años

[mm]

Descripción

Valor del

parámetro

Dll.

< 100 Muy bajo 1

100-200 Bajo 2

200-300 Medio 3

300-400 Alto 4

> 400 Muy alto 5

4. RESULTADOS PARA LA

PENÍNSULA DE PAPAGAYO.

El área de estudio comprende la Península

de Papagayo, en la Provincia de

Guanacaste, Costa Rica (Fig. 1).

La Península de Papagayo se caracteriza por

presentar una predominancia de pendientes

de fuertes a muy fuertes (51% del área),

según la clasificación de van Zuidam (1986),

las cuales se asocian con la forma del

terreno característica del lugar: los

acantilados costeros.

En un segundo plano aparecen las planicies

y pendientes muy bajas (26% del área),

asociadas a planicies ignimbríticas, sectores

de manglar y playas.

La figura 2 muestra la clasificación de

pendientes y su valoración de acuerdo con el

método MVM. En el cuadro 9 se aprecia el

porcentaje de área cubierta por cada clase

de pendiente.

Cuadro 9: Porcentaje de área por clase de pendiente. Clase de pendiente Área [km2] % de área

Planicie 2.21 16.05

Pendiente muy baja 1.35 9.80

Pendiente baja 1.88 13.65

Pendiente media 3.35 24.33

Pendiente fuerte 3.72 27.02

Pendiente muy fuerte 1.17 8.50

Pendiente

extremadamente fuerte 0.09 0.65

La Geología de la península se caracteriza

por la presencia de rocas ígneas y

sedimentarias, las cuales se han

correlacionado con formaciones previamente

descritas o se han descrito como unidades

informales. Cada unidad se ha clasificado de

acuerdo al RMR (Bieniawski, 1989) y se le ha

asignado su valoración de acuerdo con el

parámetro de susceptibilidad litológica (Fig. 3

y cuadro 10).

Cuadro 10: Clasificación y valoración de las unidades litológicas.

Unidad geológica Litología RMR Sl

Depósitos

Recientes

Coluvios, aluviones,

arenas -

Bajo

(4)

Unidad Papagayo Ignimbritas Medio

(54)

Medio

(3)

Unidad Coyol Areniscas, ignimbritas

conglomerados, tobas,

Medio

(41-60)

Medio

(3)

Unidad Nacascolo Ignimbritas Medio

(55-60)

Medio

(3)

Unidad Iguanita Areniscas Medio

(59)

Medio

(3)

Formación

Descartes Calcilutitas

Pobre

(37)

Bajo

(4)

Intrusivos Gabros y plagiogranitos Pobre

(21-40)

Bajo

(4)

Complejo de

Nicoya Basaltos

Pobre

(35)

Bajo

(4)

En la península el desarrollo de suelos es

sumamente limitado, más bien, los

problemas de estabilidad están asociados a

deslizamientos en roca, por lo cual no se han

realizado estudios tendientes a determinar

parámetros de resistencia al corte de suelos.

El parámetro de humedad del terreno se ha

evaluado con los datos de la estación Playas

del Coco, la cual pertenece al Servicio

Nacional de Riego y Avenamiento

(SENARA). Esta estación cuenta con una

longitud de registro de 21 años y es la más

cercana a la Península de Papagayo. No se

han considerado datos de otras estaciones,

pues las mismas se encuentran bastante

alejadas y no presentan la influencia del

clima costero.

En el cuadro 11 se resume la información

correspondiente a los promedios mensuales

de la estación y los valores asignados a cada

mes. La clasificación final del parámetro de

humedad es de 6, lo cual indica una

influencia baja del mismo en lo que respecta

a la susceptibilidad al deslizamiento. Este

valor se tomará como constante para toda la

península, pues como se menciona

anteriormente, no se cuenta con datos de

estaciones más cercanas.

El parámetro de disparo por sismo se ha

evaluado considerando la intensidad (MM)

máxima reportada para la península, la cual

es de VIII y corresponde con un evento

sísmico de magnitud 7.5, ocurrido en 1916 y

localizado frente al Golfo de Papagayo

(Barquero, 1994). Por lo anterior, el factor de

disparo por sismo conduce a una valoración

del parámetro Ds de 8.

Cuadro 11: Valoración del parámetro

humedad del terreno (Sh)

Mes

Promedio mensual

[mm]

Valor Asignado

ENERO 0 0

FEBRERO 0 0

MARZO 0.9 0

ABRIL 4.5 0

MAYO 163.4 1

JUNIO 246 1

JULIO 114.2 0

AGOSTO 160.9 1

SEPTIEMBRE

326.4 2

OCTUBRE 234.3 1

NOVIEMBRE 57.4 0

DICIEMBRE 8.2 0

Total : 6

Clasificación del

parámetro de

humedad: 2 (bajo)

Para evaluar el parámetro de disparo por

lluvia (Dll) se utilizaron los datos de la

estación Playas del Coco, tomando los

valores extremos anuales de lluvia en 24

horas y aproximando las distribuciones de

valores extremos LogPearson tipo III y

Gumbel tipo I (Linsley et al., 1986).

Los resultados son muy similares para las

dos distribuciones, 187.7 mm y 188.4 mm

respectivamente, con lo cual el parámetro Dll

se establece en 2, es decir, la influencia del

factor de disparo por lluvias es baja.

4.1. SUSCEPTIBILIDAD AL DESLIZAMIENTO POR INFLUENCIA DE LLUVIAS DE INTENSIDAD ALTA.

Los resultados de la aplicación de la

metodología MVM, en el caso de disparo por

lluvias de intensidad alta, se observan en la

figura 4.

En esta misma figura se aprecia el uso

recomendado del terreno, según el cuadro1,

considerando únicamente la susceptibilidad

al deslizamiento en caso de lluvias intensidad

alta, otros conceptos pueden y deben ser

incluidos para restringir el uso del terreno.

Bajo estas condiciones se puede decir que el

51% del área de la península puede

destinarse a desarrollo, el 25% a desarrollo

controlado (sujeto a la prevención de

deslizamientos) y el 24% a conservación.

4.2 SUSCEPTIBILIDAD AL DESLIZAMIENTO POR ACTIVIDAD SÍSMICA DE MAGNITUD IMPORTANTE.

Los resultados de la aplicación de la

metodología MVM, en el caso de disparo por

sismos, se observan en la figura 5.

En esta misma figura se aprecia el uso

recomendado del terreno, según el cuadro1,

considerando únicamente la susceptibilidad

al deslizamiento en caso de sismos de

magnitud importante, otros conceptos

pueden y deben ser incluidos para restringir

el uso del terreno.

Bajo estas condiciones se puede decir que el

51% del área de la península puede

destinarse a desarrollo, el 25% a desarrollo

controlado (sujeto a la prevención de

deslizamientos) y el 24% a conservación.

Es decir, no existe diferencia significativa

entre los resultados del análisis si se

considera la actividad sísmica o las lluvias

intensas, básicamente las áreas susceptibles

son las mismas para cada factor de disparo.

4.3 SUSCEPTIBILIDAD AL DESLIZAMIENTO POR CONJUGACIÓN DE SISMOS DE MAGNITUD IMPORTANTE Y LLUVIAS DE INTENSIDAD ALTA.

Los resultados de la aplicación de la

metodología MVM, en el caso de disparo por

lluvias de intensidad alta y sismos de

magnitud importante se observan en la figura

6.

En esta misma figura se aprecia el uso

recomendado del terreno, según el cuadro1,

considerando únicamente la susceptibilidad

al deslizamiento en caso de lluvias intensidad

alta conjugada con sismos de magnitud

importante, otros conceptos pueden y deben

ser incluidos para restringir el uso del terreno.

Bajo estas condiciones se puede decir que el

51% del área de la península puede

destinarse a desarrollo, el 25% a desarrollo

controlado (sujeto a la prevención de

deslizamientos) y el 24% a conservación.

Es decir, el resultado coincide plenamente

con los dos análisis realizados anteriormente,

lo cual confirma que los sectores se han

clasificado adecuadamente.

5. CONCLUSIONES.

Los resultados, obtenidos mediante la

aplicación de la metodología para determinar

la susceptibilidad de los terrenos a deslizarse

MVM, indican que un 25% del área se

clasifica como de susceptibilidad media y un

24% como de susceptibilidad de alta a muy

alta; el restante 51% se clasifica como de

susceptibilidad de baja a muy baja.

Como se confirma al aplicar tres factores de

disparo individualmente, los sectores de

diferente susceptibilidad coinciden para cada

uno de los análisis, con lo cual se verifica el

potencial generador de deslizamientos de

cada uno de ellos, el cual está regido,

principalmente, por la pendiente del terreno y

el tipo de litología presente, considerando los

factores de disparo como constantes para

toda el área de estudio.

El resultado de esta investigación debe ser

utilizado como una herramienta para el

diseño y ubicación de las diferentes obras de

infraestructura del proyecto, sin sustituir los

estudios geotécnicos de detalle,

principalmente en las áreas de

susceptibilidad de media a muy alta.

Debido a que la intensidad sísmica máxima

es de VIII (MM), la cual se debe a un

terremoto de magnitud 7.5 frente al Golfo de

Papagayo en 1916, se hace necesaria la

consideración del parámetro de aceleración

sísmica para el diseño de cualquier obra civil.

6. BIBLIOGRAFÍA

Barquero, R. & Rojas, W., 1994: Catálogo de

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The Hague. 442

ESTABILIDAD DE LAS MÁRGENES DE LA QUEBRADA IPÍS A SU PASO POR LA URBANIZACIÓN SETILLAL, IPÍS, GOICOECHEA, COSTA RICA.

M. Sc Rolando Mora Ch. Escuela Centroamericana de Geología

Universidad de Costa Rica E-mail: rmorach@geologia.ucr.ac.cr

1. INTRODUCCIÓN.

La urbanización Setillal se ubica en la margen derecha de la quebrada Ipís, en lugar conocido como Setillal (Fig 1), el cual pertenece al cantón de Guadalupe, provincia de San José. Esta margen ha presentado procesos de deslizamiento en algunos sectores cercanos a las viviendas, motivo por el cual la Asociación de Desarrollo Comunal del lugar se ha preocupado por conocer el origen y posibles consecuencia de estos deslizamientos.

Fig. 1 Localización del sitio de estudio. Este estudio comprende: la identificación de los materiales geológicos que componen las márgenes de la quebrada Ipís, la determinación del espesor de estos materiales mediante sondeos de penetración dinámicos, su caracterización física y mecánica, la implementación de un modelo de estabilidad de taludes, utilizando un sistema de información geográfica (SIG) y la formulación de recomendaciones tendientes a mitigar los efectos adversos del proceso de deslizamiento. Durante trabajo de campo, los ensayos de laboratorio y la formulación de recomendaciones se ha contado con la colaboración de los estudiantes de Geología Jasón Chávez y Mauricio Vázquez, y los estudiantes de Ingeniería Civil Esteban Acón y Luis Javier Villalobos. Estos estudiantes de

la Universidad de Costa Rica, han apoyado el estudio mediante su participación en el Proyecto de Acción Social de la Escuela Centroamericana de Geología: Estabilidad de Taludes en Obras de Interés Social. También, se ha contado con el apoyo de la Asociación de Desarrollo Comunal de la localidad, la cual ha brindado un excelente soporte logístico al equipo de trabajo.

2. GEOLOGÍA. Según Denyer & Arias (1991) el sector de Setillal está formado por lahares y cenizas, provenientes de los edificios volcánicos de la Cordillera Volcánica Central. Estos materiales se acumularon en forma de avalanchas de lodo y ceniza (lahares) hacia finales del Pleistoceno-Holoceno (1.6 a 0.01 millones de años), rellenando una antigua topografía y dando origen a una nueva, bastante plana (Denyer & Arias, 1991). En el Valle Central los lahares tienen un espesor cercano a los 60 m, son muy heterogéneos, contienen fragmentos andesíticos angulares de más de 1 m y están inmersos en una matriz arenosa-arcillosa mal cementada (Denyer & Arias, 1991). Estos depósitos se encuentran interestratificados con aluviones y avalanchas volcánicas y son sobreyacidos por capas de ceniza, similares a las depositadas por las erupciones del volcán Irazú en 1963 (Denyer & Arias, 1991). Propiamente en el sitio de estudio, se ha identificado una capa de ceniza de un espesor cercano a los 3.2 m, la cual sobreyace a un lahar de 2.6 m de espesor y este a su ves se encuentra sobre un aluvión de espesor desconocido. Para determinar el espesor de la capa de ceniza y el lahar, se realizaron 4 sondeos dinámicos con la sonda DPL y se revisaron los archivos de perforaciones cercanas al sitio (Fig. 2). El resultado de los sondeos DPL se observa en la figura 3, y el cuadro 1 muestra un resumen de los espesores encontrados en las mismas perforaciones. La correlación entre las perforaciones se puede apreciar en la figura 4. En algunos sectores del sitio de estudio, es posible que el espesor de ceniza se encuentre sobreyacido por un relleno, mal compactado, de materiales removidos durante la construcción de la urbanización.

Fig. 2 Localización de las perforaciones y pozos, utilizados en la estimación del espesor de los depósitos de cenizas.

Fig. 3 Resultados de las perforaciones con el penetrómetro dinámico DPL. Cuadro 1: Espesores de los depósitos geológicos.

Perforación Espesor de ceniza

[m]

Espesor del lahar

[m]

Profundidad del aluvión

[m]

DPL1 3.2 2.9 6.1 DPL2 3.3 2.4 5.7 DPL3 3.3 2.7 6.0 DPL4 3.1 2.5 5.6

Fig. 4 Interpretación de las perforaciones. En la figura 4 el nivel freático no aparece, debido a que no se detectó en ninguna de las perforaciones. Lo anterior se explica debido a que las capas de ceniza y el lahar se comportan como acuitardos, el agua que se infiltra, a través de estos materiales, recarga

el acuífero constituido por el aluvión. Los depósitos que sobreyacen al aluvión pueden encontrarse muy cercanos a la saturación completa durante la temporada lluviosa, pero sin alcanzar a desarrollar un acuífero, debido a la permeabilidad sensiblemente más elevada del mismo aluvión. Por otro lado, la quebrada Ipís fluye sobre los materiales del aluvión y considerando que sus aguas presentan un contenido apreciablemente alto de detergentes y otras sustancias, así como depósitos de desechos sólidos, esta quebrada podría estar contribuyendo a deteriorar severamente la calidad del agua del acuífero.

3. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LAS CENIZAS.

El depósito de cenizas se ha caracterizado física y mecánicamente, pues se considera que el mismo es el que presenta el mayor potencial de desestabilizarse en caso de actividad sísmica. El espesor del depósito de ceniza (Fig.5) se ha modelado utilizando la información de las perforaciones antes descritas y con la ayuda del sistema de información geográfica ILWIS 3.0 (ITC, 2001).

Fig. 5 Espesor de los depósitos de cenizas. Un resumen de estas propiedades se aprecia en el cuadro 2. Las mismas se han obtenido mediante la ejecución de ensayos con muestras inalteradas, en el Laboratorio de Geotecnia e Hidrogeología, de la Escuela Centroamericana de Geología, Universidad de Costa Rica.

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0 2 .5 3 .0 3 .5 4 .0 4 .5 5 .0 5 .5 6 .0 6 .5 7 .0P r o fu n d id a d [ m ]

D P L 1 D PL 2 D P L 3 D P L 4

# de

gop

es D

PL1

0

Cuadro 2: Propiedades físicas y mecánicas del depósito de cenizas. Propiedad Valor Gravedad específica 2.69 Peso unitario húmedo [kN/m3] 15.3 Peso unitario saturado [kN/m3] 16.0 Peso unitario seco [kN/m3] 9.8 Peso unitario de los sólidos [kN/m3] 26.4 Relación de vacíos 1.68 Porosidad [%] 63.0 Grado de saturación [%] 90.0 Contenido de humedad [%] 56.0 Cohesión [kPa] 6.0 Angulo de fricción [grados] 29.0

Los ensayos de propiedades físicas se realizaron en octubre de 2001, lo cual se refleja en un contenido de humedad del 56%, con el que el material alcanza un grado de saturación del 90%. El valor del peso unitario húmedo es muy cercano al del peso unitario saturado, esto también se debe al elevado grado de saturación del material en el campo. Los ensayos de propiedades mecánicas se realizaron a contenidos de humedad mayores, llevando las muestras a saturaciones cercanas al 100%. El estado de saturación completa se alcanza cuando el contenido de humedad asciende a 74.3%.

4. MODELO DETERMINÍSTICO DE ESTABILIDAD DE LADERAS.

El modelo del talud infinito (Dunn, Andreson & Kiefer, 1980) se ha utilizado para calcular el factor de seguridad, bajo las siguientes condiciones: talud completamente saturado, pero sin desarrollar un acuífero de acuerdo con las condiciones hidrogeológicas previamente descritas; utilización de varios coeficientes de aceleración sísmica, los cuales varían de 0.1 de g a 0.3 de g, donde g es la aceleración de la gravedad en m/s2. El modelo del talud infinito es un modelo bidimensional, el cual utiliza un plano de ruptura infinitamente largo para describir la estabilidad de los taludes. La profundidad del plano de ruptura se ha establecido en el contacto del depósito de cenizas y el lahar. El grado de amenaza de deslizamiento se puede expresar con el factor de seguridad (FS), el cual es la relación entre las fuerzas que tienden a causar la falla del talud y aquellas que se oponen al mismo proceso. En el cuadro 3 se observan las consideraciones hechas con

respecto al factor de seguridad y que se utilizan para clasificar los resultados del modelo aplicado, este cuadro se ha elaborado con base en los trabajos de Pack et al. (2001) y GCO (1984). La fórmula para calcular el factor de seguridad en condiciones estáticas es la siguiente (modificada de Hammond et al., 1992): FS= c + cos22[(s(D-Dw)+((s-(w)Dw] tanΝ/(D(s sen2 cos 2) donde: c: cohesión del suelo [kPa], 2: pendiente del terreno, (s: peso unitario del terreno [kN/m3], (w: peso unitario del agua [kN/m3], D: espesor vertical del material [m], Dw: altura vertical del nivel freático dentro de la capa de cenizas y Ν: ángulo de fricción interna del material. Cuadro 3: Consideraciones respecto al factor de seguridad y que se utilizan en la clasificación de los resultados del modelo.

Factor de seguridad Condición Característica

Necesidad de medidas correctivas

<= 0.5 Muy inestable

Probabilidad de desestabilizarse superior al 50% en caso de una

aceleración sísmica dada

Imperante

0.5<FS<=1.0 Inestable

Probabilidad de desestabilizarse inferior al 50% en caso de una

aceleración sísmica dada

Imperante

1.0<FS<=1.2 Quasi-estable

No se debe permitir la

construcción de infraestructura si no se mejora la condición del

sitio

Imprescindible

1.2<FS<=1.4 Moderadamente estable

Se puede construir

infraestructura con mejoras menores del

sitio

Necesario

FS>1.4 Estable Sector estable No se requiere

La ecuación anterior puede modificarse para considerar la aceleración sísmica, con lo que se obtiene la siguiente expresión:

FS= c+((sD cos22-D(s∀ sen2 cos2-(wDw cos22)tanΝ/(D(s sen2 cos 2 + D(s∀ cos22) donde: ∀: coeficiente de aceleración sísmica. Pack et al. (2001) proponen una forma adimensional de la ecuación del talud infinito, en la que introducen las siguientes expresiones: C= c/ D(s, m= Dw/ D y r= (w/ (s Estas expresiones se han utilizado para desarrollar una forma adimensional de la ecuación que considera la aceleración símica: FS= C+(cos22-∀ sen2 cos2-mrcos22)tanΝ/(sen2 cos2 + ∀ cos22) Así mismo, para simplificar la ecuación y hacerla fácilmente implementable en un sistema de información geográfica como el ILWIS, se ha utilizado la siguiente expresión:

A = C / cos 22 Al final, se obtiene la expresión adimensional utilizada en el cálculo del factor seguridad como: FS= A + (cos 2-∀ sen 2 - mr cos 2) tanΝ / (sen 2 + ∀ cos 2)

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS. En las figuras 6 y 7 se observan los resultados del cálculo del factor de seguridad, para las diferentes aceleraciones sísmicas consideradas. De estas figuras se desprende que es evidente la posibilidad de deslizamiento, en ambas márgenes de la quebrada Ipís, en caso de actividad sísmica. Según Climent (2000) es práctica común el uso de cargas sísmicas efectivas para el diseño de obras de infraestructura, las cuales son una fracción del valor pico de la aceleración horizontal esperada. El factor 2/3 del espectro de repuesta elástico se considera como el mínimo para ser utilizado en todos los tipos de estructura (Climent, 2000). Tomando en cuenta que para el sitio de estudio la aceleración pico es de 0.27g para un período de recurrencia de 50 años

(Climent, 2000), el mínimo a considerar es de 0.18g. Por lo anterior, en adelante, el análisis de resultados se ejecuta para un escenario de un factor de seguridad correspondiente con una aceleración sísmica de 0.20g.

Fig. 6 Resultados del análisis de estabilidad de laderas para aceleraciones sísmicas de 0.10, 0.15 y 0.20 de g. En la figura 8 se aprecia un detalle del resultado del análisis de estabilidad, para una aceleración sísmica de 0.20g. Siguiendo lo expuesto en el cuadro 3 y la figura 8, podemos decir que en toda el área señalada como Quasi -estable, Inestable o Muy Inestable (amarillo, naranja y rojo respectivamente), se debe prohibir la construcción de cualquier tipo de obra de infraestructura. En estos sectores se deben emprender medidas correctivas, para evitar el deslizamiento del talud en caso de actividad sísmica de importancia. Si alguno de estos sectores se desliza, el resultado sería el desarrollo de un escarpe subvertical en las cercanías de las viviendas, el cual podría continuar desestabilizándose sin necesidad de ocurrencia sismos y pondría en peligro a las viviendas mismas y sus habitantes. Fig. 7 Resultados del análisis de estabilidad de lade ras para aceleraciones sísmicas de 0.25 y 0.30 de g.

Fig. 8 Detalle del resultado del análisis de estabilidad, para una aceleración sísmica de 0.20g. Los sectores considerados como Moderadamente Estables (verde) pueden comportarse adecuadamente durante un sismo, sin embargo, requieren de algunas medidas de estabilización menores, con el objetivo de alcanzar un factor de seguridad igual o mayor de 1.4. En general, las medidas correctivas involucran el movimiento de terrenos para suavizar el talud y la construcción de obras de retención, así como de drenajes. La realización de estas obras está condicionada por las limitaciones de espacio, el acceso difícil al talud y el costo de las mismas.

El tránsito de vehículos livianos por las cercanías del talud, no afecta significativamente su estabilidad, pero la persona que desee circular por este sector, debe hacerlo bajo su propia responsabilidad. Por otro lado, el puesto de la Policía debe ser reubicado lo antes posible, pues se encuentra al borde de una de las secciones más inestables del talud.

6. PROTECCIÓN DE LAS MÁRGENES DE LA QUEBRADA IPÍS ANTE EROSIÓN Y SOCAVAMIENTO.

Otro problema de inestabilidad de laderas se presenta si se considera la acción erosiva y de socavamiento, que ejerce la quebrada Ipís en sus márgenes. Este efecto se manifiesta con severidad durante la temporada lluviosa de nuestro país (Acón & Villalobos, 2002). En el cuadro 4 se resumen las principales características hidrológicas de la microcuenca de la quebrada Ipís, las cuales se obtienen del estudio de Acón & Villalobos (2002). Cuadro 4: Características hidrológicas de la microcuenca de la quebrada Ipís hasta la urbanización Setillal. Área [km2] 1.03 Coeficiente de escorrentía 0.25 Lluvia de 1 hora de duración, que puede esperarse una vez al año [mm]

34

Diferencia de elevación [m] 220 Longitud del cauce [km] 3.6 Tiempo de concentración [min.] 30 Lluvia máxima horaria, período de retorno 50 años [mm]

86

Tormenta de diseño [mm/h] 127.5 Caudal máximo probable, período de retorno 50 años [m3/s]

9.11

Acón & Villalobos (2002) establecen que el ángulo de reposo del talud es de 40°, por lo cual, estos autores consideran que cualquier pendiente superior a este valor es vulnerable a la erosión y socavamiento. En la figura 9 se aprecian los sectores donde la protección de márgenes debe ser implementada. Acón & Villalobos (2002) recomiendan el uso de gaviones o suelo reforzado, con el propósito de brindar estabilidad y protección a los taludes, y resaltan las siguientes características de estas estructuras:

- Admiten asentamientos

- Cuentan con componentes flexibles - No se requieren fundaciones

especiales - No requieren drenaje - Utilizan material localmente

disponible - Funcionan como estructura de

contención y protegen contra la erosión

- No requieren de mano de obra especializada, ni equipos especiales

- Su entrada en funcionamiento es inmediata

- Pueden contar con paramentos verticales, en gradones o inclinados

Fig. 9 Sectores donde se requiere la implementación de medidas de protección de márgenes y puntos de observación de Acón y Villalobos (2002). La gran cantidad de basura, acumulada a lo largo del cauce de la quebrada Ipís, impide el libre flujo y aumenta la vulnerabilidad ante la socavación (Acón & Villalobos, 2002). Los mismos autores enfatizan la necesidad de limpiar el cauce y mantenerlo exento de obstáculos. La redes de aguas servidas y pluviales descargan directamente a la quebrada, lo cual contribuye a socavar y erosionar el talud, así como, a aumentar los niveles de contaminación del recurso hídrico (Acón & Villalobos, 2002). En la figura 9 se aprecian algunos puntos, donde Acón & Villalobos (2002) han realizado las observaciones que aparecen en el cuadro 5. Cuadro 5: Recomendaciones brindadas por Acón & Villalobos (2002), para el manejo de aguas servidas y pluviales.

Punto

# Situación actual Recomendación

1 Salida de aguas pluviales clausurada

Mantenerla en su estado actual

2

Salida de aguas pluviales y aguas negras, más la descarga del punto 1. Cuenta con disipador de energía

Clausurar la salida de aguas servidas y conducirla a una planta de tratamiento. Mejorar la capacidad de reducción de velocidad del disipador, con la construcción de canal y gradas de concreto

3 Salida de aguas pluviales

Construcción de un disipador de energía apropiado

4

Vivienda afectada por deslizamiento y tubería de aguas negras de la misma

Reubicar de la vivienda y clausurar la tubería

5

Se ha construido una iglesia y la sede de Instituto Nacional de Aprendizaje (INA)

Monitorear el comportamiento del talud y en caso necesario, proceder a su refuerzo y protección

7. CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES. En el sitio de estudio se ha identificado una capa de ceniza de un espesor cercano a los 3.2 m, la cual sobreyace a un lahar de 2.6 m de espesor y este a su ves se encuentra sobre un aluvión de espesor desconocido. El nivel freático no se detectó en ninguna de las perforaciones, debido a que las capas de ceniza y el lahar se comportan como acuitardos, el agua que se infiltra, a través de estos materiales, recarga el acuífero constituido por el aluvión. Los depósitos que sobreyacen al aluvión pueden encontrarse muy cercanos a la saturación completa durante la temporada lluviosa, pero sin alcanzar a desarrollar un acuífero, debido a la permeabilidad sensiblemente más elevada del mismo aluvión. La quebrada Ipís fluye sobre los materiales del aluvión y considerando que sus aguas presentan un contenido apreciablemente alto de detergentes y otras sustancias, así como depósitos de desechos sólidos, esta quebrada podría estar contribuyendo a deteriorar severamente la calidad del agua del acuífero. El depósito de cenizas se ha caracterizado física y mecánicamente, pues se considera

que el mismo es el que presenta el mayor potencial de desestabilizarse en caso de actividad sísmica. Es evidente la posibilidad de deslizamiento, en ambas márgenes de la quebrada Ipís, en caso de actividad sísmica. En el área señalada como Quasi-estable, Inestable o Muy Inestable (amarillo, naranja y rojo respectivamente), se debe prohibir la construcción de cualquier tipo de obra de infraestructura. En estos sectores se deben emprender medidas correctivas, para evitar el deslizamiento del talud en caso de actividad sísmica de importancia. Si alguno de estos sectores se desliza, el resultado sería el desarrollo de un escarpe subvertical en las cercanías de las viviendas, el cual podría continuar desestabilizándose, sin necesidad de ocurrencia sismos y pondría en peligro a las viviendas mismas y sus habitantes. Los sectores considerados como Moderadamente Estables (verde) pueden comportarse adecuadamente durante un sismo, sin embargo, requieren de algunas medidas de estabilización menores, con el objetivo de alcanzar un factor de seguridad igual o mayor de 1.4. Las medidas correctivas involucran el movimiento de terrenos para suavizar el talud y la construcción de obras de retención, así como de drenajes. La realización de estas obras está condicionada por las limitaciones de espacio, el acceso difícil al talud y el costo de las mismas. El tránsito de vehículos livianos por las cercanías del talud, no afecta significativamente su estabilidad, pero la persona que desee circular por este sector, debe hacerlo bajo su propia responsabilidad. El puesto de la Policía debe ser reubicado lo antes posible, pues se encuentra al borde de una de las secciones más inestables del talud. Se deben considerar las recomendaciones de Acón & Villalobos (2002), en lo que respecta a limpiar el cauce de la quebrada Ipís y acatar sus observaciones en cada uno de los puntos, donde sugieren mejoras.

8. BIBLIOGRAFÍA.

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