Tabla 8 Clasificación utilizada para elaborar el mapa de pendientes Tabla 9 Resumen pluviométrico de estaciones meteorológicas y pluviométricas consideradas, periodo 1964 – 2003. ........................................................................................................................................................ 35

El mapa de pendientes se elaboró a partir de imágenes de elevación con resolución 3 x 3 m. Con

ayuda de las herramientas de Análisis 3D y Análisis Espacial, se calculó las pendientes para el área

de estudio en unidades porcentuales.

Luego, se procedió a clasificar los valores en cinco tipos de pendientes, tal como se indica en la tabla

8. La clasificación seleccionada es la que mejor se adapta para representar las condiciones del área

de interés, debido a que la topografía del terreno es muy irregular y con esta se visibiliza de una

mejor manera en los mapas el relieve del terreno.

Pendiente

Clase

Grados Porcentaje

0 - 8 0 – 15 Baja 8 - 16 15 – 30 Moderada 16 - 27 30 – 50 Fuerte 27 - 45 50 – 100 Muy fuerte > 45 > 100 Extremadamente fuerte

Tabla 8 Clasificación utilizada para elaborar el mapa de pendientes. Fuente: Suárez Díaz, 1998

▪ Cobertura Vegetal

El tipo de vegetación, sobre todo de los taludes, es muy importante para determinar su estabilidad,

ya que tiende a determinar el contenido de agua en la superficie y, además, da consistencia por el

entramado mecánico de sus raíces. Actúa como controlador de infiltraciones; tiene un efecto directo

sobre las aguas subterráneas y actúa como secador del suelo al tomar el agua que requiere para

vivir. Intercepta la lluvia, por lo que disminuye el poder erosivo del agua de escorrentía.

Las raíces unen los materiales de suelos inestables a mantos más estables, cumpliendo una acción

de refuerzo muy importante. Esto se puede observar claramente cuando en la zona de raíces se

encuentra la superficie crítica de falla. Las raíces forman una red densa entretejida en los primeros

30 a 50 cm de suelo, formando una membrana lateral que tiende a reforzar la masa de suelo más

superficial y sostenerla en el sitio. Las raíces individuales actúan como anclajes que estabilizan los

arcos de suelo que se extienden a través del talud.

La estabilidad de un talud, por lo tanto, puede verse afectada por la deforestación, ya que los suelos

quedan descubiertos de su capa protectora. La quema de vegetación, también, incrementa la

inestabilidad de los taludes, especialmente si ocurre en áreas de coluviones.

Es importante señalar que la vegetación, también, puede traer efectos negativos en los macizos

rocosos, ya que las raíces que se ubican sobre estos aperturan grietas. La siembra, a lo largo de las

líneas de nivel, permite la infiltración del agua de escorrentía, facilitando la formación de

deslizamientos (Suárez Díaz, 2008).

El mapa de cobertura vegetal y uso del suelo se obtuvo a partir de la interpretación y digitalización

de fotografías aéreas publicadas por el Instituto Geográfico Militar a escala 1: 30,000 en el año 2010.

▪ Precipitación

Debido a que la mayoría de los deslizamientos ocurren después de lluvias fuertes o durante períodos

lluviosos, la precipitación es el factor más asociado a este evento. A través de procesos como la

lubricación, ablandamiento, fluctuaciones bruscas del nivel freático, lavado de cementantes,

dispersión, aumento de densidad, presión por fuerzas hidráulicas internas, grietas por desecación y

colapso, el agua puede activar un deslizamiento. Asimismo, puede afectar por medio de

interacciones químicas como ataque por ácidos, oxidación-reducción, hidrólisis, hidratación,

Intercambio iónico, disolución y corrosión (Suárez Díaz, 2009).

La acción del agua, también, provoca erosión que es el desprendimiento, arrastre y depósito de las

partículas de suelo, y es determinante en la activación de un deslizamiento (Suárez Díaz, 2009).

La precipitación actúa como un factor detonante en la generación de deslizamientos, sobre todo en

suelos desprovistos de cobertura vegetal.

La precipitación actúa de diferente manera según la textura del suelo. Por ejemplo, el tiempo que

se requiere para que una lluvia produzca un deslizamiento es mayor en una arcilla que en un

material arenoso, debido a las diferencias de permeabilidad y agregación de las partículas (Suárez

Díaz, 2009).

La intensidad de lluvia es otra variable muy importante en la ocurrencia de deslizamientos y erosión.

La intensidad y duración de las lluvias influyen directamente en la velocidad de infiltración y

escorrentía (Shaxson y Barber, 2005).

El efecto de la precipitación en los deslizamientos es muy complejo. Por esta razón, en el presente

trabajo, para simplificar el análisis de amenaza de deslizamientos según el factor precipitación, se

considera que a mayor cantidad de lluvia existe mayor saturación de suelos y escorrentía superficial

y, por ende, una mayor amenaza de deslizamientos.

Para analizar la precipitación, se utilizaron las estadísticas de precipitación anual, del período 1964

a 2003 de las estaciones meteorológicas y pluviométricas: La Argelia, Malacatos, Catamayo,

Cajanuma, Zamora, San Lucas y San Francisco, las mismas que se muestra en la tabla 9:

Estación meteorológica

La Argelia Malacatos Catamayo Cajanuma Zamora San Francisco

Precipitación anual (mm)

906.7 635.1 369.7 1,146.8 1,921.1 2,191.1

Altitud (msnm)

2,165 1,600 1,238 2,380 1,940 1,620

San Lucas 1,163.1 2,525

Tabla 9 Resumen pluviométrico de estaciones meteorológicas y pluviométricas consideradas, periodo 1964 – 2003.

Una vez ubicadas espacialmente las estaciones meteorológicas, se realizó un análisis de

confiabilidad de la información climática para calcular su respectiva precipitación media anual. Es

decir, para que todos los valores de precipitación media se refieran al mismo periodo, fue necesario

homogeneizar las series pluviométricas. Para lo cual se seleccionó un intervalo de años, mismo que

se mencionó en el párrafo anterior. Dicho intervalo se seleccionó en función de que la mayoría de

las estaciones disponía de series completas. Luego, en el caso de algunos datos faltantes, se los

estimó estableciendo una correlación entre una estación incompleta y otra estación completa

próxima. Luego de procesar la información pluviométrica, se construyó manualmente el mapa de

isoyetas del área de estudio.

El mapa de isoyetas es una representación gráfica de la distribución espacial de la precipitación a

través de líneas que unen puntos de igual pluviosidad.

Para la digitalización y edición de los mapas de precipitación, geología y cobertura vegetal, se utilizó

el SIG. Una vez digitalizados, se ordenaron las categorías de cada mapa con sus características (por

ejemplo áreas, rangos, etc.) dentro de una tabla de atributos.

Finalmente, se proporcionaron las terminaciones en la edición de dichos mapas, quedando así los

mapas listos para ser analizados.

3.3. ANÁLISIS DE AMENAZA EN BASE A LOS FACTORES ANALIZADOS

Varios autores han desarrollado una serie de metodologías para evaluar los procesos de generación

de deslizamientos, ya que en la actualidad son muy importantes dentro de los eventos naturales

asociados a los cambios climáticos. De forma general, estas metodologías tienen la característica de

ser aplicable en zonas limitadas de estudio de acuerdo con sus características geológicas,

geotécnicas, geomorfológicas, climáticas, entre otras. El marco en que se desarrollan estas

metodologías está relacionado con los parámetros de análisis o a las herramientas que se utilizan

para evaluar el peligro o el riesgo geológico (Lara y Sepulveda, 2008).

La amenaza en el presente estudio se estima aplicando el método heurístico que permitió la

combinación de los factores estudiados en el numeral anterior. La integración de estos factores se

consigue mediante el uso de métodos multicriterio. Son los más adecuados para integrar factores,

ya que tratan de identificar la mejor solución, considerando simultáneamente múltiples criterios.

Generalmente, al enfrentarse con un problema en la toma de decisión, se pueden efectuar cuatro

tipos de análisis (Roy, 1968): (i) Identificar la mejor alternativa o seleccionar un grupo con las

mejores alternativas, (ii) determinar el orden (ranquin) de la mejor a la peor de las alternativas, (iii)

clasificar las alternativas en grupos homogéneos predefinidos, y (iv) identificar las principales

características de diferencia de las alternativas y describirlas con base en estas características.

Para obtener una estimación fiable de peligro de deslizamientos, diferentes capas de información

deben ser incorporadas en el sistema SIG. Sin embargo, la manera de seleccionar importantes

variables independientes para análisis de peligro de deslizamiento y la manera de combinar estas

variables son aún objeto de debate y es un área para más investigación (Chau et al., 2004).

Hoy en día, las nuevas herramientas de apoyo están disponibles para el análisis heurístico basado

en el SIG. Ellos permiten una mejor estructuración de diversos componentes, incluyendo tanto

aspectos objetivos y subjetivos y compararlos en una forma lógica y exhaustiva (Saaty, 1980). El uso

de herramientas de apoyo, tales como el análisis multicriterio (espacial), viene siendo popular para

la evaluación cualitativa de peligro de deslizamiento de tierra. Castellanos Abella y Van Westen

(2008) en su investigación combinan información geomorfológica con las herramientas de soporte

de decisiones basados en SIG para desarrollar un modelo de evaluación de riesgos de

deslizamientos-heurístico en San Antonio del Sur, Guantánamo, Cuba.

Chau et al. (2004), en su estudio, tratan de resaltar el uso potencial de la tecnología SIG a través de

ejemplos específicos. Utilizó siete capas de información para el análisis de riesgo, a las que normalizó

según su criterio, aplicando valores de acuerdo a su importancia en la generación de los

deslizamientos. Luego, el mapa de peligro fue calculado en base a ecuaciones, usando la calculadora

ráster.

Luego de la revisión de metodologías de varios autores, se propone realizar el análisis de amenaza

de la ciudad de Loja con la siguiente metodología. En el esquema de la figura 3, se observa los pasos

del análisis en el ArcGIS. Dicho esquema se describe a continuación para una mejor comprensión.

Mapa geológico (formación)

Mapa de pendientes (%)

Mapa de cobertura y uso actual del suelo (tipo)

Mapa de precipitación (mm) Normalización Mapa geológico normalizado

Mapa de pendientes normalizado

Mapa de cobertura y uso actual del suelo normalizado

Mapa de precipitación normalizado Cruce de mapa (Índice de susceptibilidad)

Mapa de susceptibilidad

Cruce de mapas

MAPA DE AMENAZA

Figura 3. Diagrama para el análisis de amenaza en ArcGIS.

Una vez obtenidos los mapas de cada factor, se procedió a normalizarlos con el propósito de

obtener escalas comparables, y de eliminar problemas de cálculo originados en la utilización de

diferentes unidades. Durante el proceso de valoración de la amenaza, se utilizó el ArcGIS 10.2.

Una vez procesados y normalizados los mapas originales a coberturas de criterios, estos se

combinan en el SIG. La expresión que calcula el programa es la siguiente:

Índice de susceptibilidad = ∑ (Calificación de factor x Ponderación)

Fuente: Roa, 2006.

La ponderación asignada a cada factor se obtiene del análisis multicriterio. El resultado final es un

mapa de susceptibilidad por factores procesado en el ArcGIS.

Finalmente, la elaboración del mapa de amenaza se realizó a partir del cruce (Overlay) en ArcGIS de

los mapas de susceptibilidad por factores y el de precipitación que es el factor desencadenante.

A continuación, se describe de manera detallada el proceso de normalización que se llevó a cabo

para obtener el mapa se susceptibilidad por factores:

En este trabajo se escogió una escala de valores de 1 a 5, siendo el valor 1 muy bajo, el valor 2 bajo,

el valor tres medio o moderado, el valor 4 alto y el valor 5 muy alto. Los valores se asignan de

acuerdo a la siguiente descripción (Guamán Jaramillo, 2012):

Valor relativo 1 (muy bajo). Se refiere a las condiciones biofísicas muy poco favorables para que se

produzcan las remociones en masa.

Valor relativo 2 (bajo). A diferencia del caso anterior, las características de las variables consideradas

en este estudio van cambiando y con ello, las condiciones biofísicas se vuelven poco favorables para

que se produzcan las remociones en masa.

Valor relativo 3 (medio o moderado). En este caso, las condiciones que presentan las variables van

cambiando y con ello, aumentando la amenaza a movimientos en masa.