1. Factores necesarios que influyen en el análisis de la susceptibilidad a

AGRADECIMIENTOS

Dejo impreso mis eternos agradecimientos a quienes coadyuvaron a llegar a culminar el presente trabajo investigativo, entre ellos: Al Ing. Robert Alvarado, Ing. Andrea Guayanay, Ing. Viviana Cabrera, Dra. Lorena Chalco y Lic. Nelly Torres.

RESUMEN

A lo largo de la historia sabemos a ciencia cierta que, la zonificación de amenazas y riesgos

ha permitido evaluar parcialmente, esa incertidumbre y además es una herramienta muy

útil para la toma de decisiones, especialmente, en las primeras etapas de planeación de un

proyecto. Zonificar consiste en la división del terreno en áreas homogéneas y la calificación

de cada una de estas áreas de acuerdo con el grado real o potencial de amenaza o de riesgo,

con el objetivo de calificar el grado de inestabilidad y tomar los correctivos pertinentes para

evitar desastres.

El desarrollo del estudio realizado en el Proyecto "DYNASTY" está conformado por tres

concesiones mineras contiguas: ZAR (Código 600331), ZAR 1 (Código 600353) y PILO 9

(Código 600242), cubriendo un área total de 6700 has. Se ubica en las parroquias de Celica

y Guachanamá; en los cantones Celica y Paltas de la provincia de Loja, en el sur de Ecuador

A través de Sistemas de Información Geográfica (SIG), se realiza el análisis de

susceptibilidad de deslizamientos, empleando el software ArcGis, en donde se aplicó el

método de Jerarquías Analíticas (MJA) de la Evaluación Multicriterios (EMC), como

mecanismo de ponderación de variables, para la construcción de mapas de susceptibilidad

de deslizamientos, con variables disponible en la base de datos del IEE.

Los resultados han demostrado que el 4,15 % son de zonas con baja susceptibilidad, un

46,37% de zonas con moderada susceptibilidad, 46,87% de la superficie en análisis está

dentro de la categoría de alta susceptibilidad y un 2,61% de la superficie se encuentra

dentro de la categoría de muy alta susceptibilidad.

Finalmente, de la obtención del mapa de susceptibilidad de deslizamiento, permite

concentrar la gestión en la implementación de medidas de mitigación o corrección de

inestabilidades para evitar un posible desastre, como el modificar la geometría de la

pendiente y elementos de refuerzo. Esta herramienta podría usarse como una evaluación

preliminar de riesgos para, como segundo paso, utilizar herramientas informáticas para un

estudio detallado de estos sitios de riesgo crítico y establecer medidas más precisas para

aumentar el factor de seguridad a niveles aceptables.

Palabras Claves: Susceptibilidad, deslizamiento, jerarquías analíticas, proyecto minero.

ABSTRACT

Throughout history, we know for sure that the zoning of threats and risks has allowed us

to partially evaluate this uncertainty and is also a very useful tool for decision making,

especially in the early stages of project planning. Zoning consists of the division of land into

homogeneous areas and the qualification of each of these areas according to the actual or

potential degree of threat or risk, with the aim of qualifying the degree of instability and

take the appropriate corrections to avoid disasters.

The development of the study carried out in the "DYNASTY" Project is formed by three

contiguous mining concessions: ZAR (Code 600331), ZAR 1 (Code 600353) and PILO 9 (Code

600242), covering a total area of 6700 has. It is placed in the parishes of Celica and

Guachanamá; in the cantons of Celica and Paltas in the province of Loja, in the south of

Ecuador.

Through Geographic Information Systems (GIS), landslide susceptibility analysis is

performed, using ArcGis software, where the Analytical Hierarchy (MJA) method of the

Multicriteria Evaluation (EMC) was applied as a variable weighting mechanism, for the

construction of landslide susceptibility maps, with variables available in the IEE database.

The results have shown that 4.15% are from zones with low susceptibility, 46.37% from

zones with moderate susceptibility, 46.87% of the surface in analysis is within the category

of high susceptibility and 2.61% of the surface is within the category of very high

susceptibility.

Finally, of the obtaining the map of landslide susceptibility, it allows to concentrate the

management in the implementation of mitigation measures or correction of instabilities to

avoid a possible disaster, such as modifying the geometry of the slope and reinforcement

elements. This tool could be used as a preliminary risk assessment to, as a second step, use

computer tools for a detailed study of these critical risk sites and establish more precise

measures to increase the safety factor to acceptable levels

Keywords: Susceptibility, slip, analytical hierarchies, mining project.

TABLA DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 12

1.1. Antecedentes........................................................................................................ 13

1.2. Objetivos............................................................................................................... 14

1.2.1. Objetivo General............................................................................................ 14

1.2.2. Objetivo Especifico ........................................................................................ 14

1.3. Preguntas de investigación................................................................................... 14

1.4. Hipótesis ............................................................................................................... 15

1.5. Justificación........................................................................................................... 15

1.6. Alcance.................................................................................................................. 17

2. MARCO TEÓRICO ......................................................................................................... 18

2.1. Conceptos Básicos ................................................................................................ 18

2.2. Deslizamientos de Tierra ...................................................................................... 21

2.3. Susceptibilidad de Deslizamiento ......................................................................... 23

2.4. Métodos................................................................................................................ 23

2.4.1. Método de Mora y Vahrson .......................................................................... 23

2.4.2. Método de la Suma Ponderada..................................................................... 25

2.4.3. Proceso de Análisis Jerárquico ...................................................................... 27

2.5. Estabilidad de taludes y laderas ........................................................................... 29

2.5.1. Tratamiento y corrección de inestabilidades ................................................ 29

2.5.2. Corrección de laderas y taludes .................................................................... 30

3. METODOLOGÍA............................................................................................................ 38

3.1. Descripción del área de Estudio............................................................................ 39

3.2. Metodología.......................................................................................................... 40

3.2.1. Compilación de factores necesarios que influyen en el análisis de la

susceptibilidad a deslizamientos................................................................................. 41

3.2.2. Estimación del grado de susceptibilidad de deslizamiento en el área de

estudio. 42

3.2.3. Propuesta de medidas de estabilización de Taludes y laderas. .................... 45

4. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.................................................................. 47

4.1. Factores necesarios que influyen en el análisis de la susceptibilidad a

deslizamientos................................................................................................................. 47

4.2. Grado de susceptibilidad de deslizamiento en el área de estudio....................... 57

4.3. Medidas de estabilización de Taludes y laderas................................................... 64

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES...................................................................... 66

5.1. Conclusiones ......................................................................................................... 66

5.2. Recomendaciones................................................................................................. 67

6. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 68

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Deslizamiento en el Ecuador a nivel de provincias (1970 -2002). Citado por:

(Abad, 2005) ........................................................................................................................ 15

Figura 2. a) Nivel de amenazas por deslizamientos por cantón en el Ecuador (fuente IG-

EPN-SIG AGRO-2002) b) Mapa de susceptibilidad por movimientos en masa del Ecuador

(Fuente: INIGEMM 2013) .................................................................................................... 16

Figura 3. Esquema de las fuerzas que actúan en un talud. (Pérez, 2020) ....................... 29

Figura 4. Construcción de bermas intermedias e inserción de vegetación sobre

taludes.(Suárez, 2001)......................................................................................................... 31

Figura 5. Ejemplos del efecto estabilizador de los tacones de escollera (izquierda).

Colocación adecuada de los tacones de tierras (derecha). Manuel de Ingeniería de Taludes.

(Bermejo, 2017)................................................................................................................... 31

Figura 6. Elementos para el drenaje superficial. Línea de L.A.V. Madrid – Barcelona. (Rivas

Vaciamadrid. Madrid. España). Año 2014. Autor: M. Bermejo & J.A. Rodríguez. (Bermejo,

2017) 32

Figura 7. Drenes horizontales en el pie de un talud (izquierda). Esquema de pozos

verticales (derecha). (Bermejo, 2017)................................................................................. 33

Figura 8. Zanja drenante al pie del talud. (Badia, n.d.).................................................... 33

Figura 9. Esquema de las partes de un anclaje. (Bermejo, 2017).................................... 34

Figura 10. Geotextil aplicado sobre un talud. Línea de F.C. Valencia -Tarragona. (Oropesa

del Mar. Castellón de La Plana. España). (Bermejo, 2017) ................................................. 35

Figura 11. Geoesferas tipo manto para la protección superficial de taludes(Mantos para

Control de Erosión (MCE) –, n.d.)......................................................................................... 36

Figura 12. Mapa de Ubicación Político Administrativa (IEE, 2012) ................................ 39

Figura 13. Diagrama de Flujo.......................................................................................... 40

Figura 14. Modelo par obtención del mapa de deslizamiento ...................................... 44

Figura 15. Herramienta weighted .................................................................................. 45

Figura 16. Mapa de Geomorfología (IEE, 2015) ............................................................. 48

Figura 17. Mapa de geología (IEE, 2015)........................................................................ 50

Figura 18. Mapa de pendientes (IEE, 2015) ................................................................... 52

Figura 19. Mapa del Uso actual del suelo (MAE, 2018) ................................................. 54

Figura 20. Mapa de Isoyetas (IEE, 2012) ........................................................................ 56

Figura 21. Mapa de susceptibilidad................................................................................ 61

INDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Variables y sus pesos o ponderaciones ......................................................... 25

Cuadro 2. Cálculo de los pesos de las parcelas.............................................................. 26

Cuadro 3. Clasificación de Pendiente............................................................................. 42

Cuadro 4. Criterios para determinar el grado de susceptibilidad a los deslizamientos.44

Cuadro 5. Geomorfología............................................................................................... 49

Cuadro 6. Geología......................................................................................................... 51

Cuadro 7. Pendiente....................................................................................................... 53

Cuadro 8. Uso del suelo. ................................................................................................ 55

Cuadro 9. Precipitación.................................................................................................. 57

Cuadro 10. Valoración de geologia. ................................................................................. 58

Cuadro 11. Valoración de geomorfología ........................................................................ 58

Cuadro 12. Valoración de pendientes.............................................................................. 59

Cuadro 13. Valoración uso del suelo................................................................................ 60

Cuadro 14. Variable de Isoyetas....................................................................................... 60

Cuadro 15. Categorías de susceptibilidad de deslizamiento ........................................... 62

Cuadro 16. Características de las zonas con susceptibilidad muy alta al deslizamiento. 64

SIGLAS

Ag

Au Plata

Oro

CLIRSEN Centro de Levantamientos Integrados de Recursos Naturales

EMC Evaluación Multicriterios

IEE Instituto Espacial Ecuatoriano

INIGEMM Instituto de Investigaciones Geológico, Mineo y Metalúrgico

MAE Ministerio del ambiente

MJA Método Jerárquico de Análisis

SIG Sistemas de información geográfica

UNESCO Organización de las naciones unidas para la educación la ciencia y la cultura

UNISDR Oficina de las Naciones Unidas para la Reducción del Riesgo de Desastres

WGS Worl Geodetic System

1. INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo investigativo A lo largo de la historia mediante varios estudios

realizados se llega a decir que, la ocurrencia de deslizamientos es un fenómeno sujeto a

muchos grados de incertidumbre debido a que incluyen diferentes tipos de movimientos,

velocidades, modos de falla, materiales, restricciones geológicas, etc. Cuando existe

inseguridad da la posibilidad o no de la ocurrencia de un fenómeno, generalmente, se

toman decisiones equivocadas de diseño. El costo de un proyecto puede resultar muy alto

o se tienen que asumir riesgos de características y magnitudes no determinadas. (Suarez, 1998)

La zonificación de amenazas y riesgos permite evaluar parcialmente, esa incertidumbre y

es una herramienta muy útil para la toma de decisiones, especialmente en las primeras

etapas de planeación de un proyecto. La zonificación consiste en la división del terreno en

áreas homogéneas y la calificación de cada una de estas áreas de acuerdo con el grado real o potencial de amenaza o de riesgo.(Suarez, 1998)

Los modelos predictivos de amenaza y riesgo de deslizamientos constituyen una

importante área de investigación en el campo geológico – geotécnico, dada la utilidad de

dichos mapas en la planificación territorial, identificación, evaluación y manejo de riesgos

para elaborar planes de prevención, mitigación y preparación ante los desastres, así como

reducir la vulnerabilidad de la población potencialmente afectada, los mapas de

susceptibilidad proveen información sobre los diferentes tipos de deslizamientos, la

severidad de las amenazas y el riesgo que pueden correr las obras que se plantea construir, entre datos de interés. (Abril, 2011)

De las metodologías que actualmente ofrece la literatura para estimar la susceptibilidad

del área de estudio a sufrir deslizamientos, se empleó el método indirecto semicuantitativo

de Evaluación Multicriterio, a través de un SIG, el mismo que consiste en integrar factores

condicionantes y desencadenantes de la inestabilidad de áreas, así como técnicas de

evaluación multicreterio basadas en jerarquías analíticas y sumas lineales ponderadas de

pesos de factores y clases. Los factores se ordenan y ponderan según el valor asumido o

esperado en la formación de deslizamientos. Las desventajas de la evaluación por expertos

están en la subjetividad de los criterios.(Abril, 2011). Ejemplos de aplicación de esta

metodología son el método el Método de Análisis Jerárquico (AHP), el índice estadístico, el

método de Mora-Varhson y el de Rodríguez, 2001.

De esta manera, se elaboró una serie de construcciones teóricas y articulaciones lógicas

que pretendieron explicar y predecir el comportamiento de los agentes o factores

decisores reales. Finalmente, estos factores has sido seleccionados y compensados para modelar los mapas de susceptibilidad. (Roa, 2007)

En la presente investigación se evalúa la susceptibilidad de deslizamiento dentro de un SIG

(ArcGis 10.5.), se integran factores condicionantes de la inestabilidad y el Método de

Análisis Jerárquico de Saaty para la evaluación multicriterio. Este método se ha aplicado en

el Proyecto Minero Dynasty, que engloba los cantones de Celica y Guachanamá; en los

cantones de Celica y Paltas en la provincia de Loja, al sur de Ecuador.

1.1. Antecedentes

La población mundial ha crecido a ritmo casi exponencial desde los años 50, trayendo como

consecuencia una expansión tanto en las grandes urbes como en los municipios de

provincia, ejerciendo una mayor presión sobre el territorio. Esta presión, por un lado,

repercute en el aumento de los elementos del territorio expuestos al riesgo, y por otro

puede reactivar, acelerar o aumentar la frecuencia de los fenómenos peligrosos,

potencialmente generadores de riesgo. En este sentido, los movimientos de ladera

representan un problema a escala mundial que han provocado miles de víctimas mortales

y billones de dólares en pérdidas económicas en todo el mundo. Estas pérdidas se podrían

reducir si estos fenómenos se identificaran y se adoptaran las medidas oportunas a tiempo. (Soto, 2018).

En la región sur, existe una alta incidencia de fenómenos naturales que normalmente

provocan desastres de gran magnitud con la consiguiente pérdida de vidas humanas,

valores materiales, interrupción del crecimiento económico y deterioro de entornos

ambientales. En la ciudad de Loja, estadísticamente, los fenómenos que muestran el mayor

grado de recurrencia en la región son los movimientos de masa provocados por eventos

hidrometeorológico (inundaciones y tormentas), y en menor grado por la actividad sísmica,

por lo que en los últimos años se han invertido una gran cantidad de recursos en medidas de mitigación y reducción de los daños que causan.(G. Guamán, 2012)

El Cantón Célica cuenta con 518 km2 de superficie, donde la cobertura vegetal nativa está

reduciéndose drásticamente por las quemas incontroladas ocasionando serios daños a la

ecología de los ambientes circundantes; además, la tala indiscriminada de los pocos

remanentes boscosos, así como la ampliación de tierras para agricultura y ganadería y su

sobre explotación, ocasionan un grave deterioro de los recursos naturales existentes.

Este cantón está propenso a cinco amenazas; tres corresponden a amenazas naturales –climáticas: la de movimientos en masa, inundaciones y sequias, y dos corresponden a

amenazas antrópicas: erosión hídrica y contaminación de aguas. En base al estudio

realizado se ha logrado determinar: 23 tipos de movimientos en masa que corresponde a:

3 flujos con el 13 %; 15 deslizamientos con el 13 %; 1 caída de rocas con el 4 % y 4 reptación con el 18 %. (GAD, 2011)

1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivo General

Conformar un mapa de riesgos por deslizamientos, basándose en las amenazas y

vulnerabilidad en el Proyecto minero Dynasty, provincia de Loja, Ecuador, para prevenir

catástrofes a posterior.

1.2.2. Objetivo Especifico

 Detectar los factores necesarios que influyen en el análisis de la susceptibilidad a

deslizamientos

 Estimar el grado de susceptibilidad de deslizamiento en el área de estudio

 Proponer medidas de estabilización de Taludes y Laderas.

1.3. Preguntas de investigación

 ¿Qué incidencia tiene el SIG en la detección de riesgos de deslizamiento, prevención

e implementación de medidas de mitigación y estabilización de taludes, laderas

para evitar un posible desastre?