103185 by UNIGIS América Latina

Master Thesis ǀ Tesis de Maestría submitted within the UNIGIS MSc programme presentada para el Programa UNIGIS MSc at/en

Interfaculty Department of Geoinformatics- Z_GIS Departamento de Geomática – Z_GIS University of Salzburg ǀ Universidad de Salzburg

SIG aplicado a la zonificación de amenazas por deslizamientos en la vía Aloag – Tandapi (Ecuador) GIS applied to landslide hazard zoning along the Aloag Tandapi Highway, Ecuador by/por

Andrés Gabriel Gallegos Martínez 1223210 A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of the degree of Master of Science (Geographical Information Science & Systems) – MSc (GIS)

Quito - Ecuador, Diciembre del 2015

COMPROMISO DE CIENCIA

Por medio del presente documento, incluyendo mi firma personal certifico y aseguro que mi tesis es completamente resultado de mi propio trabajo. He citado todas las fuentes que he usado en mi tesis y en todos los casos he indicado su origen.

(Lugar, Fecha)

Firma

AGRADECIMIENTOS

A Dios, por brindarme la oportunidad de estudiar y poder compartir mis alegrías en la consecución de un objetivo. A mis Padres, por todo el apoyo incondicional y sincero en el transcurso de mi vida y en el tiempo de la maestría. A mis hermanos, por esas palabras de ánimo y empuje para poder conseguir la meta planteada. A la Universidad San Francisco de Quito, por ser promotora de planes de estudio de postgrado. A UNIGIS América latina, por permitirme ser parte de este gran mundo de los Sistemas de Información Geográfica y por todo el conocimiento adquirido en los diferentes módulos. A la Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental, por ser el centro educativo en el cual obtuve mi formación como profesional. A todas y cada una de las personas que en algún momento supieron contribuir con una palabra de aliento para seguir adelante, los tengo muy presente.

iii

DEDICATORIA

A mis padres Francisco y Consuelo, por ser parte fundamental de mi vida, este logro lo comparto con ustedes. A mis hermanos Francisco Alejandro y Lisbeth Pamela, podemos conseguir muchos objetivos en la vida y debemos proponernos crecer como personas todos los dĂas.

RESUMEN

La necesidad de un ordenamiento territorial enfocado a la prevención evidencia que es de suma importancia desarrollar métodos estándares y reproducibles para evaluación y zonificación de amenazas. La evaluación de la amenaza por fenómenos de remoción en masa se basa en la caracterización de zonas de deslizamientos. Es necesario realizar un estudio minucioso de los movimientos en masa para poder generar información útil que contribuya a un adecuado ordenamiento territorial y permita fomentar una cultura de prevención en los diferentes niveles de gobierno. El presente estudio propone realizar una zonificación de estos fenómenos a lo largo de la vía Aloag – Tandapi (Ecuador) mediante el uso de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), para así identificar las zonas con mayor grado de amenaza. Además, es importante definir los factores que ocasionan la ocurrencia de estos fenómenos, como por ejemplo, la topografía, la existencia de un tipo de roca determinada y las características propias del sector. La aplicación de la metodología empieza con el levantamiento de información y observación de campo para determinar las zonas en las que se presentan este tipo de fenómenos, luego se identifica el número y las clases de movimientos que se pueden presentar en relación con las variables: Litología, grado de inclinación de la pendiente, precipitaciones, uso de suelo y morfometría del talud. La información alfanumérica obtenida del procesamiento de las cinco variables, sumado el análisis in situ de eventos de fenómenos de remoción en masa, ofrece como resultado mapas digitales, los cuales brindan una visión clara de lo que sucede en el terreno. Mediante el tratamiento de la mencionada información en un SIG, se obtuvo como resultado el análisis de amenaza por fenómenos de remoción en masa en zonas caracterizadas por ciertas condiciones para el desprendimiento de material rocoso, lo que permite definir una zonificación con tres niveles de la amenaza en el terreno. Como resultado del estudio se determinó que la litología, en relación con el grado de meteorización y fracturamiento de las rocas (conglomerados volcánicos, andesitas, basaltos, lavas indiferenciadas y brechas) constituyen elementos clave para la ocurrencia de los fenómenos de remoción en masa. La vía Aloag – Tandapi tiene 46 km de longitud, la mayoría de eventos ocurren en una extensión aproximada de 13,5 km con un total de siete fenómenos que equivalen al 60% de todos los fenómenos ocurridos a lo largo de la vía y que se concentran en la zona con nivel de amenaza alta; dichos eventos obedecen principalmente a la interacción de la litología y la morfometría del talud. Los fenómenos de remoción en masa que ocurren frecuentemente corresponden principalmente a flujos de detritos, es decir, material de sobrecarga que se desprende debido a la saturación de agua que posee el terreno, seguido por la caída de rocas debido a la litología, discontinuidades en el macizo rocoso y el grado de inclinación de la pendiente que favorece el desprendimiento del material. Palabras clave: Amenaza, litología, fenómenos de remoción en masa, deslizamientos, zonificación.

ABSTRACT

The need of land use planning focused on prevention evidence the importance of developing standards and reproducible methods for the evaluation and zoning of hazards. The evaluation of threats due to mass waste is based on the characterization of landslides zones. It is necessary to carry out a thorough study of mass wasting to generate useful information that contributes to proper land use planning and to foster prevention at different government levels. This study proposes to perform a zoning of this phenomena along the Aloag â&#x20AC;&#x201C; Tandapi highway (Ecuador) through the application of a Geographic Information System (GIS), for identifying the zones with high levels of hazard. In addition, it is relevant to define the factors causing the occurrence of these events. For example, the topography, the presence of a specific kind of rock or the characteristics of the area. The applied methodology begins with a field survey to collect data in order to define the areas where such events occur. Then it is necessary to identify the number and types of movements based on variables such as: Lithology, the steepness of the slope, rainfall, land use and slope morphometry. The alphanumeric information obtained through the process of five variables, added the analysis of removal mass events, provide as a result digital maps that shows a clear vision of what happens on the ground. Through the analysis of this information in GIS, the result obtained is a hazard analysis of landslides in areas with favorable conditions for the detachment of rocky material. Based on this information, three hazard levels are defined. A main result of the study is that the lithology in relation to the degree of weathering and the extent of fracturing of rocks (volcanic conglomerates, andesites, basalts, undifferentiated lavas and breccias) is a key element in the occurrence of landslides. The Aloag â&#x20AC;&#x201C; Tandapi road has a length of 46 km. Most of the events happen in an area of approximately 13.5 km, with a total of seven events equivalent to 60% of the whole phenomena occurring along the route and concentrated in the high hazard level zone. These events are caused by the interaction between lithology and slope morphometry. Frequent landslides are mainly caused by debris flows, overburden that emerges due to the saturation of soil, followed by falling rocks due to lithology, discontinuities in the rock mass, and slope steepness that causes detachment of the material. Keywords: Hazard, lithology, mass wasting, landslides, zoning.

TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 1 1.1 ANTECEDENTES ........................................................................................................ 2 1.2 OBJETIVOS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACION .................................................... 3 1.2.1 Objetivo general ........................................................................................................ 3 1.2.2. Objetivos específicos ............................................................................................... 3 1.2.3. Preguntas de investigación ...................................................................................... 3 1.4. HIPÓTESIS................................................................................................................. 3 1.5 JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................... 4 1.6 ALCANCE .................................................................................................................... 5 2. REVISIÓN DE LITERATURA ......................................................................................... 7 2.1 DEFINICIÓN DE TERMINOLOGÍA .............................................................................. 7 2.2 TIPOS DE MOVIMIENTOS EN MASA ......................................................................... 9 2.2.1 Caídas .................................................................................................................... 10 2.2.2 Volcamiento ............................................................................................................ 10 2.2.3 Deslizamiento ......................................................................................................... 10 2.2.4 Propagación lateral ................................................................................................. 11 2.2.5 Flujo ........................................................................................................................ 11 2.2.6 Reptación................................................................................................................ 11 2.2.7 Deformaciones gravitacionales profundas............................................................... 11 2.3 Superficies preferenciales de falla a deslizamiento .................................................... 13 2.3.1 Discontinuidades..................................................................................................... 13 2.3.2 Zonas de cambio de permeabilidad ........................................................................ 13 2.3.3 Espejos de falla....................................................................................................... 14 2.3.4 Contactos suelo – roca ........................................................................................... 14 2.3.5 Suelos subsuperficiales o poco profundos. ............................................................. 14 2.4 FACTORES CONDICIONANTES Y DESENCADENANTES ...................................... 14 2.5 MÉTODOS PARA ANÁLISIS DE AMENAZA ............................................................. 15 2.5.1 Método determinístico ............................................................................................. 15 2.5.2 Método estadístico .................................................................................................. 15 2.5.3 Método heurístico ................................................................................................... 16 2.6

ANÁLISIS

INFORMACIÓN

DIFERENTES

METODOLOGÍAS

APLICADAS .................................................................................................................... 16 3. METODOLOGÍA .......................................................................................................... 20 3.1. DELIMITACIÓN Y CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DEL ÁREA DE ESTUDIO ... 20 3.1.2 Fisiografía y geomorfología ..................................................................................... 20 vii

3.1.3 Marco geológico regional ........................................................................................ 21 3.1.3.1 Cordillera occidental............................................................................................. 21 3.1.3.2 Geología regional ................................................................................................. 22 3.2. FLUJOGRAMA DE LA METODOLOGÍA UTILIZADA ................................................ 22 3.3. RECOPILACIÓN DE DATOS .................................................................................... 28 3.4. TRABAJO DE CAMPO ............................................................................................. 28 3.5. ANÁLISIS DE DATOS............................................................................................... 29 3.6. ANÁLISIS DE VARIABLES ....................................................................................... 30 3.6.1 Variable litología ..................................................................................................... 30 3.6.2 Variable pendiente .................................................................................................. 31 3.6.3 Variable uso de suelo.............................................................................................. 33 3.6.4 Variable pluviometría .............................................................................................. 34 3.6.5 Variable morfometría del talud ................................................................................ 36 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN..................................................................................... 39 4.1. LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN DE CAMPO ................................................ 39 4.2. RESULTADOS (DISTRIBUCIÓN ESPACIAL Y RELACIÓN CON LAS VARIABLES ASOCIADOS A LOS FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASAS) .................................. 45 4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................... 53 5. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 57 6. REFERENCIAS .......................................................................................................... 60 7. ANEXOS .................................................................................................................... 65

viii

INDICE DE TABLAS Tabla 1.- Resumen de variables y ponderaciones para análisis de la litología. ................ 31 Tabla 2.- Resumen de variables y ponderaciones para análisis de la pendiente.............. 32 Tabla 3.- Resumen de variables y ponderaciones para análisis del uso de suelo. ........... 33 Tabla 4.- Estaciones meteorológicas alrededor de la zona de investigación. ................... 34 Tabla 5.- Resumen de variable y ponderaciones para el análisis de la precipitación. ...... 35 Tabla 6.- Resumen de variables y ponderaciones para análisis de la morfometría del talud…………………………………………………….………………………………………….36 Tabla 7.- Sumatoria total de las variables y ponderaciones para el análisis de la amenaza…………………………… ................................................................................... 37 Tabla 8.- Categorías en el análisis de amenaza. ............................................................. 37 Tabla 9.- Distribución espacial y tipos de eventos desarrollados por cuadrantes ............. 43 Tabla 10.- Sumatoria de variables en el análisis de la amenaza. ..................................... 47

INDICE DE FIGURAS Figura 1.- Tipos de movimientos en masa ....................................................................... 12 Figura 2.- Mapa de ubicación zona de investigación ........................................................ 25 Figura 3.- Modelo digital de terreno ................................................................................. 26 Figura 4.- Flujograma de metodología ............................................................................. 27 Figura 5.- Mapa de áreas de distribución de deslizamientos ............................................ 38 Figura 6.- Mapa de distribución de deslizamientos evidenciado ....................................... 44 Figura 7.- Mapa de unidades litológicas ........................................................................... 48 Figura 8.- Mapa de pendientes ........................................................................................ 49 Figura 9.- Mapa de uso de suelo ..................................................................................... 50 Figura 10.- Mapa de isoyetas con valores de precipitación medios interanuales. ............ 51 Figura 11.- Mapa de análisis de amenaza de fenómenos de remoción en masa en la vía Aloag - Tandapi. .............................................................................................................. 52

INDICE DE ANEXOS Anexo 1.- Registro histórico de accidentes ocurridos en la vía Aloag – Tandapi .............. 65

ACRÓNIMOS

BGS

British Geological Survey

DGGM

Dirección General de Geología y Minas

IGM

Instituto Geográfico Militar

INAMHI

Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología

MED

Modelo de Elevación Digital

MORB

Mid ocean ridge basalts

PMA

Proyecto Multinacional Andino

PRODEMINCA

Proyecto de Desarrollo Minero y Control Ambiental

SIG

Sistema de Información Geográfica

1. INTRODUCCIÓN Los movimientos en masa son procesos ocasionados por la fuerza de la gravedad, lo que significa que una parte o la totalidad de una masa de terreno se desplazan hacia la parte inferior del talud o ladera. A estos fenómenos se los conoce como deslizamientos, desprendimientos, derrumbes, caída de rocas, entre otros. Los fenómenos de remoción en masa son muy comunes en Ecuador, debido a que el terreno se caracteriza por un relieve montañoso que favorece su ocurrencia. De esta manera, año tras año durante el período de lluvias se presentan eventos de este tipo, con diferentes consecuencias. La continuidad de estos eventos requiere que se elaboren estudios que determinen las zonas de amenaza, donde el análisis respectivo del tema es un factor determinante. Los gobiernos han incluido dentro de su planificación y ordenamiento territorial, el uso de información que permita desarrollar planes de contingencia para el manejo de la amenaza. Como insumo importante dentro de la implementación de estas estrategias se utiliza el uso de mapas de zonificación de amenaza y riesgo, enfocando la información que estas herramientas brindan hacia una efectiva planificación (Cascini, Cuomo y Sobrino, 2005). La vía Aloag - Tandapi ubicada al noroccidente de la provincia de Pichincha se caracteriza por la alta presencia de este tipo de fenómenos, es por ello, que el mencionado estudio es importante debido a que determina los sitios con mayor probabilidad de ocurrencias, a la vez clasifica los diferentes tipos de deslizamientos, mostrando la información obtenida en mapas temáticos o análisis de la amenaza.

1.1 ANTECEDENTES La vía Aloag - Santo Domingo es la principal y una de las más antiguas carreteras que une la Sierra con la Costa, siendo de vital importancia el desarrollo de estudios que prevengan los fenómenos de remoción en masa y/o reduzcan las consecuencias de los mismos. Cada año se presentan innumerables casos de bloqueos en la vía debido a procesos de remoción en masa, cada evento tiene como resultado en algunos casos pérdida de vidas humanas y constantes pérdidas económicas como carros destrozados, maquinaria destruida, daño de productos perecederos. Se investigó el record histórico de deslizamientos (1970-2012) ocurridos en la vía Aloag – Santo Domingo, la información se puede apreciar en el anexo 1, en la misma se puede observar la fecha, tipo de evento, localización, fuente de información y la causa del deslizamiento. En 1976 la Dirección General de Geología y Minas (DGGM), realizó el levantamiento de información geológica y elaboró la Hoja Geológica Machachi, escala 1:100,000, que incluye parte del Valle Interandino y parte de la Cordillera Occidental. La topografía del valle interandino es suave, y relativamente plana en la parte central, el terreno se levanta hacia los volcanes extintos Pasochoa y Rumiñahui al Este y Atacazo, Corazón e Illiniza al Oeste. La Cordillera Occidental desciende rápidamente hacia el oeste donde forman valles profundos, con tupida vegetación (DGGM, 1976). Durante marzo de 2000 a septiembre de 2005, la British Geological Survey (BGS) y el Ministerio de Energía y Minas del Ecuador, suscribieron un acuerdo para el desarrollo de un programa de mapeo de la Cordillera Occidental hasta los 4º S desde la frontera con Colombia, cubriendo un área aproximada de 35,000 km 2. Además del mapeo se incluyó un programa analítico que incluyó el desarrollo de micro y macro paleontología, geoquímica de roca y geocronología (PRODEMINCA, 2000).

1.2 OBJETIVOS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACION 1.2.1 Objetivo General Zonificación de la amenaza por remoción en masa a lo largo de la vía Aloag – Tandapi (Ecuador) mediante el uso de los SIG.

1.2.2. Objetivos Específicos 

Establecer las variables y su influencia relativa en la ocurrencia de fenómenos de remoción en masa a lo largo de la vía Aloag – Tandapi (Ecuador).



Elaborar un inventario de los eventos ocurridos en el tramo de vía Aloag – Tandapi (Ecuador), en el periodo comprendido entre Agosto y Septiembre del 2014.



Identificar las zonas con mayor grado de amenaza por remoción en masa.

1.2.3 Preguntas de investigación 

¿Qué variables ejercen mayor influencia en la ocurrencia de los fenómenos de remoción en masa a lo largo de la vía Aloag – Tandapi (Ecuador)?



¿Cuántos eventos relacionados con fenómenos de remoción en masa en el tramo de la vía Aloag – Tandapi (Ecuador), se han presentado entre Agosto y Septiembre del 2014?



¿Cuáles son las zonas con mayor grado de amenaza a lo largo de la vía Aloag – Tandapi (Ecuador)?

1.4. HIPÓTESIS Los fenómenos de remoción en masa que se presentan a lo largo de la vía Aloag Tandapi, se producen en zonas puntuales con litologías o tipos de rocas específicas, además de la presencia de características propias del material y el relieve del sector. 3

1.5 JUSTIFICACIÓN La aplicación del presente estudio, tiene como enfoque proporcionar información a través de la identificación y zonificación de los fenómenos de remoción en masa en la vía Aloag - Tandapi. La importancia del desarrollo de este trabajo se debe a que es necesario contar con información actualizada que contribuya con la planificación territorial en el Ecuador. En el país existen zonas en las que los fenómenos de remoción en masa se presentan con más frecuencia, ocasionando pérdidas humanas y materiales que afectan a la economía a escala nacional y local. Un estudio realizado por el Gobierno Provincial de Pichincha determinó que para abril del 2014 se produjeron derrumbes que por su magnitud ocasionaron volúmenes de material desalojado de 22,827 m3, lo que causó movilización de maquinaria y personal, con un costo de 45,197.46 USD (Gobierno de la Provincia de Pichincha, 2012). La vía Aloag – Tandapi fue construida en 1963; actualmente moviliza alrededor de 22,000 vehículos diarios, aproximadamente posee 110 km de extensión hasta la ciudad de Santo Domingo, su característica más importante es que moviliza un importante flujo migratorio y comercio nacional al conectar ambas regiones. Diariamente por esta vía se transitan productos de todo tipo, desde artículos de primera necesidad, productos agrícolas y ganaderos nacionales, hasta productos de la industria automotriz. Los constantes cierres de vía se han constituido en un problema para el gobierno provincial, por ello, en su Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial de la Parroquia Aloag, se detecta como un problema la presencia de elementos esenciales expuestos frente a fenómenos naturales (sísmicos, volcánicos, de remoción en masa e inundaciones) y de origen antrópico que hacen que la región tenga un alto índice de vulnerabilidad (Gobierno de la Provincia de Pichincha, 2012). Dentro de dicho documento se resalta la importancia del desarrollo de estudios geológicos para contar con información útil para poder mitigar los efectos de este tipo de fenómenos.

Con la aplicación del estudio se pretende contar con información actualizada sobre la amenaza por fenómenos de remoción de masa, lo que se considera como primer paso para asegurar que el riesgo de un posible fenómeno, no exceda un grado aceptable para la planificación del uso futuro del terreno. Sólo con estudios específicos se puede determinar el nivel de amenaza por deslizamientos en una zona determinada y establecer cuáles medidas deben tomarse para evitar o reducir la probabilidad de ocurrencia de estos fenómenos. Sin embargo se sabe que durante las temporadas invernales el peligro aumenta; y junto con los cambios climáticos, la disposición geográfica, y la actividad antrópica pueden incrementar la susceptibilidad a deslizamientos del terreno.

1.6 ALCANCE La presente investigación identificará las zonas susceptibles a fenómenos de remoción en masa evidenciados en la vía Aloag – Tandapi, los puntos de interés encontrados en la vía serán ubicados en una base topográfica escala 1:50,000, para posteriormente ser georeferenciada mediante los Sistemas de Información Geográfica. El recorrido de la vía desde Aloag hasta el poblado de Tandapi tiene una longitud de aproximadamente 46 km y la zona de investigación abarcó un área aproximada de 175 km2, cabe mencionar que para la elaboración de los diferentes mapas temáticos, para el estudio se tomó en cuenta 7 cuadrantes con una dimensión de 5 km por lado. La presente investigación, ante la falta de estudios geológicos que brinden información respecto a la identificación y zonificación de los movimientos en masa, ofrecerá los insumos para que los gobiernos autónomos descentralizados y autoridades competentes, desarrollen planes de ordenamiento territorial con un enfoque de gestión de riesgos, contribuyendo al desarrollo social y económico de las distintas zonas propensas a los movimientos en masa.

Mediante el análisis y procesamiento de la información recolectada en campo y posteriormente la ponderación de cada una de las variables que contribuyen a la evaluación de la amenaza, se obtendrá como resultado mapas en una escala de 1: 60,000 exceptuando el mapa geológico que tiene una escala de 1:100,000.

2. REVISIÓN DE LITERATURA Los movimientos en masa son fenómenos ocasionados por efectos de la gravedad en ciertas zonas o laderas debajo de una masa de roca, de detritos o de tierras (Cruden, 1991). Además, los movimientos en masa se caracterizan o se definen por la velocidad con la que se propagan; por ejemplo, la reptación de suelos es lenta y en ocasiones imperceptible y difusa; por otro lado, algunos de estos fenómenos se desarrollan con velocidades más altas y se pueden definir a través de la superficie de rotura (Crozier, 1999, citado en Glade y Crozier, 2005).

2.1 DEFINICIÓN DE TERMINOLOGÍA Con el fin de ofrecer un rápido entendimiento a la terminología de los fenómenos de remoción en masa, se define a continuación los conceptos asociados a dichos fenómenos, los mismos que son un reflejo del carácter dinámico de los materiales y rocas que influyen directamente en los fenómenos de remoción en masa. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.128) define a la caída como “un tipo de movimiento en masa en el cual uno o varios bloques de suelo o roca se desprenden de la superficie del talud, sin que a lo largo de esta superficie ocurra desplazamiento cortante apreciable”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.132) define como derrumbe a “diversos tipos de movimientos en masa, particularmente caídas y deslizamientos”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.132) define como deslizamiento a “movimientos ladera abajo de una masa de roca o suelo cuyo desplazamiento ocurre predominantemente a lo largo de una superficie de falla”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.135) define como diaclasa al “plano de discontinuidad en una masa rocosa a lo largo de lo cual no ha ocurrido desplazamiento tangencial relativo entre los bloques rocosos que lo conforman”.

Proyecto Multinacional Andino (2007, p.139) define como falla a la “rotura de una masa o material, que involucra un deslizamiento relativo de las partes en que se separa, a lo largo de una superficie llamada superficie de falla”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.139) define al flujo como el “movimiento en masa que durante su desplazamiento exhibe un comportamiento semejante al de un fluido, pero en principio se origina en otro movimiento como un deslizamiento o caída”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.148) define al macizo rocoso como: “El conjunto de material de roca in situ y sus continuidades. La presencia de discontinuidades de diversos tipos confiere al macizo rocoso un carácter heterogéneo y un comportamiento no continuo, condicionado por la naturaleza, frecuencia y orientación de los planos de discontinuidad de los cuales depende el comportamiento geomecánico e hidráulico del mismo”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.148) señala que el mapa inventario es el “mapa en donde se localizan geográficamente los movimientos en masa que han ocurrido en una región y se identifican sus características mediante una simbología apropiada”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.148) define al material desplazado como “material desplazado de su posición original en una ladera o talud debido al movimiento en masa. Está conformado por la masa desplazada y la acumulación”. Movimiento en masa.- Se refiere a un movimiento de masas de tierra o rocas en una pendiente o talud. Peligrosidad.- Hace referencia a la frecuencia de ocurrencia y el lugar en el cual se genera el proceso; se define como la probabilidad de ocurrencia del mismo en un nivel de intensidad o severidad determinada, dentro de un periodo de tiempo. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.150) define al período de retorno como el “tiempo promedio entre dos eventos de iguales características que han ocurrido en el pasado”.

González de Vallejo (2002, p.610) defiere al riesgo “como la peligrosidad, a un periodo de tiempo determinado y se puede evaluar de forma determinística y probabilística”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.153) define a la saturación como “el grado de saturación refleja la cantidad de agua contenida en los poros de un volumen de suelo dado. Se expresa como la relación entre el volumen de agua y el volumen de vacíos”. González de Vallejo (2002, p. 617) define a la susceptibilidad como: “La posibilidad de que una zona quede afectada por un determinado proceso, expresado en diversos grados cualitativos y relativos. Depende de los factores que controlan o condicionan la ocurrencia de los procesos, que pueden ser intrínsecos a los propios materiales geológicos o externos”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.157) señala que el sustrato rocoso es el “término empleado para referirse, en forma general, a la parte de la corteza terrestre que se encuentra por debajo de los depósitos cuaternarios”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.158) define a la unidad litológica como los “tipos de rocas agrupadas según sus características litológicas en el sentido más amplio, basadas en criterios petrográficos, situacionales o diferenciaciones tectónicas”. González de Vallejo (2002, p. 611) señala que la vulnerabilidad es “el grado de daños o pérdidas potenciales de un elemento o conjunto de elementos como consecuencia de la ocurrencia de un fenómeno de intensidad determinada”. Proyecto Multinacional Andino (2007, p.159) señala que la zonificación de la amenaza por movimientos en masa es la “división de un área de terreno de acuerdo al grado de amenaza”.

2.2 TIPOS DE MOVIMIENTOS EN MASA Los movimientos son heterogéneos en relación a su tamaño, velocidad y los materiales que están involucrados en el mismo. 9

A continuación se presenta varias definiciones de las clases o tipos de movimientos en masa, además de un cuadro resumen que sintetiza la información (Figura 1).

2.2.1 Caídas Proyecto Multinacional Andino (2007, p. 4) define a la clase de movimiento denominado caída como: “Es un tipo de movimiento en el cual uno o más bloques de suelo o roca se desprenden de una ladera, sin que a lo largo de esta superficie ocurra desplazamiento cortante apreciable. Una característica importante de las caídas es que el movimiento no es masivo ni del tipo flujo. Existe interacción mecánica entre fragmentos individuales y su trayectoria, pero no entre los fragmentos en movimiento”.

2.2.2 Volcamiento Proyecto Multinacional Andino (2007, p. 6) define a la clase de movimiento denominado volcamiento como: “Se denomina así a un tipo de movimiento en masa en el cual hay una rotación generalmente hacia delante de uno o varios bloques de roca o suelo, alrededor de un punto o pivote de giro en su parte inferior. El volcamiento puede ser en bloque, flexural y flexional del macizo rocoso”.

2.2.3 Deslizamiento Proyecto Multinacional Andino (2007, p. 9) define a la clase de movimiento denominado deslizamiento como: “Un movimiento ladera debajo de una masa de suelo o roca cuyo desplazamiento ocurre predominantemente a lo largo de una superficie de falla, o de una delgada zona en donde ocurre una gran deformación cortante. Se puede dividir en: deslizamiento traslacional en el cual la masa se mueve a lo largo de una superficie de falla plana u ondulada, por otra parte en los deslizamientos rotacionales, la masa a desplazarse se mueve a lo largo de una falla curva y cóncava, caracterizados por un escarpe principal pronunciado y una

contrapendiente de la superficie de la cabeza del deslizamiento hacia el escarpe principal”.

2.2.4 Propagación Lateral Proyecto Multinacional Andino (2007, p. 16) define a la clase de movimiento denominado propagación lateral como: “Tipo de movimiento en masa cuyo desplazamiento ocurre predominantemente por deformaciones internas del material, las propagaciones laterales pueden considerarse como la etapa final de los deslizamientos o flujos, pueden desarrollarse y evidenciar deformación plástica de materiales frágiles bajo el peso de la unidad competente”.

2.2.5 Flujo

Proyecto Multinacional Andino (2007, p. 17) define a la clase de movimiento denominado propagación lateral como “un tipo de movimiento en masa que durante su desplazamiento exhibe un comportamiento semejante al de un fluido; puede ser rápido o lento, saturado o seco”.

2.2.6 Reptación Proyecto Multinacional Andino (2007, p. 30) define a la clase de movimiento denominado reptación como: “A movimientos lentos de terreno en donde no se distingue una superficie de falla. La reptación puede ser de tipo estacional, cuando se asocia a cambios climáticos o de humedad del terreno, y verdadera cuando hay un desplazamiento relativamente continúo en el tiempo”.

2.2.7 Deformaciones gravitacionales profundas Proyecto Multinacional Andino (2007, p. 28) define a la clase de movimiento denominado deformaciones gravitacionales profundas como: “Tipo de movimiento en el cual presenta rasgos de deformación, pero sin el desarrollo de una superficie 11

de ruptura definida y usualmente con muy baja magnitud de velocidad y desplazamiento. Algunas deformaciones de laderas deben ser consideradas como precursoras de deslizamientos a grandesâ&#x20AC;?. En la figura 1 se resume los tipos y subtipos de movimientos en masa que se pueden presentar en los diferentes terrenos.

Figura 1.- Tipos de movimientos en masa

Fuente: Proyecto Multinacional Andino, 2007

2.3 SUPERFICIES PREFERENCIALES DE FALLA A DESLIZAMIENTO

En las formaciones rocosas generalmente, existen superficies preferenciales por las cuales el talud tiende a fallar. A continuación se presenta un resumen de las más importantes.

2.3.1 Discontinuidades Suárez (1998, p. 209) define a las superficies preferenciales de falla a deslizamiento denominado discontinuidades como: “Las juntas, fracturas, foliaciones, planos de estratificación, laminaciones, diques y demás discontinuidades de la roca original, actúan generalmente como superficies de debilidad por su baja resistencia, relacionadas no solo por la fractura, sino también con la meteorización preferencial a lo largo de las mencionadas, debido a que actúa como conductos de agua que facilitan el transporte y la formación de redes de presión de agua a lo largo de los planos de debilidad”.

2.3.2 Zonas de cambio de permeabilidad Suárez (1998, p. 210) define a las superficies preferenciales de falla a deslizamiento denominado zonas de cambio de permeabilidad como: “El proceso de meteorización o las características de formación de los materiales puede generar la presencia de superficies de alta permeabilidad. El flujo de agua y las presiones preferenciales a lo largo de las zonas de alta permeabilidad puede convertirse en las superficies de falla”.

2.3.3 Espejos de falla Suárez (1998, p. 210) define a las superficies preferenciales de falla a deslizamiento denominado espejos de falla como: “Los espejos de falla son discontinuidades lisas, las cuales pueden ser el producto de movimientos tectónicos en la roca original. La resistencia al corte a lo largo de los espejos de falla es particularmente baja y muchos deslizamientos son controlados por estas superficies de falla”.

2.3.4 Contactos suelo – roca Suárez (1998, p. 210) define a las superficies preferenciales de falla a deslizamiento denominado contactos suelo - roca como: “Los fenómenos que ocurren en la interface suelo – roca están relacionados con la formación de niveles colgados de agua permanentes o temporales, los cuales generan presión hidrostática, procesos de disolución y lavado de materiales cementantes por acción de las corrientes de agua”.

2.3.5 Suelos subsuperficiales o poco profundos. Suárez (1998, p. 211) señala “es muy común que se produzcan fallas de las capas más subsuperficiales de suelo relacionado con varios factores: Presencia de coluviones, mayor abertura de las discontinuidades poco profundas, meteorización y permeabilidad de la capa de suelo subsuperficial”.

2.4 FACTORES CONDICIONANTES Y DESENCADENANTES Las causas de los movimientos de laderas pueden ser agrupados en dos grandes categorías denominadas; factores condicionantes y desencadenantes (González de Vallejo, 2002). Los factores condicionantes o factores pasivos están constituidos por las propiedades intrínsecas del propio terreno (litología, estratigrafía, resistencia al corte, grado de meteorización), las características morfológicas y geométricas 14

(topografía, pendiente), condiciones hidrogeológicas (humedad del terreno, nivel freático) y otros factores como estructuras geológicas, discontinuidades. Los factores desencadenantes corresponden con precipitaciones, los movimientos sísmicos, actividad antrópica (excavaciones, represas, sobrecarga, construcción de carreteras, entre otras) (Lara y Sepúlveda, 2008). Lara y Sepúlveda (2008, p.8) señalan “cada uno de los distintos procesos de remoción en masa tiene génesis y comportamientos distintos, por lo cual cada uno podrá ser influenciado por diversos factores de maneras y grados diferentes.”

2.5 MÉTODOS PARA ANÁLISIS DE AMENAZA Existen diferentes métodos para caracterizar una determinada área, que se encuentre en amenaza de fenómenos de remoción en masa. A continuación se presenta un resumen de los principales métodos utilizados.

2.5.1 Método determinístico Tiene como base a los modelos hidrológicos y de estabilidad que consideran la información detallada de las pendientes fundamentada en la mecánica de suelos. Una gran ventaja de éste método es el alto grado de simplificación, principalmente para mapeos de escala media y regional, debido a la gran variabilidad de los parámetros geotécnicos (Van Westen, Rengers, Terlien y Soeters, 1997).

2.5.2 Método estadístico Tiene como principio la búsqueda de relaciones entre los factores condicionantes de inestabilidad (tales como litología, cobertura vegetal, uso del suelo, pendientes, etc.) y la distribución de los procesos de remoción en masa antiguos y recientes de un paisaje, se divide en dos análisis estadísticos principales: Análisis multivariado y análisis bivariado (Van Westen et al., 1997).

2.5.3 Método heurístico En este método se utiliza la asignación directa o indirecta, es el más subjetivo de todos los métodos debido a que se expone al criterio y decisión de un especialista en relación al tipo o grado de riesgo para una zona en cuestión, existen dos análisis heurísticos principales: Análisis geomorfológico y combinación cualitativa de mapas (Van Westen et al., 1997). Análisis geomorfológico, conocido también como método de cartografía directa, el grado de susceptibilidad del terreno es determinado directamente en el campo en base al conocimiento y experiencia del investigador. Combinación cualitativa de mapas, en éste método se utiliza el criterio para asignar pesos (valores que representan un determinado grado de importancia) a diferentes factores, dichos pesos son sumados dando como resultado valores de susceptibilidad que pueden ser agrupados en categorías o clases.

2.6 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN DE DIFERENTES METODOLOGÍAS APLICADAS La mejor estrategia para reducir los impactos de los deslizamientos es la prevención, que precisa de la percepción de la existencia del fenómeno, evaluación de la peligrosidad y la adopción de medidas para mitigar los efectos (Corominas, 1992). En este sentido la primera fase en la prevención de deslizamientos es la identificación y caracterización de los mismos. La caracterización de la amenaza se expresa usualmente de forma cartográfica mediante la zonificación del área, con una respectiva base de datos con geoinformación de cada una de las variables y características levantadas en campo. En cuanto a la zonificación de susceptibilidad, el parámetro clave es el inventario de deslizamientos. Por otra parte, el nivel y la calidad de la zonificación de susceptibilidad dependen de la comprensión del papel que desempeñan los factores que desencadenan los deslizamientos. Sin esto, un nivel intermedio de zonificación, por ejemplo, que basa en análisis estadísticos, no puede llevarse a 16

cabo con seguridad, ya que podría producir resultados engañosos. En referencia a la zonificación de peligros, la selección entre el riesgo cualitativo y cuantitativo es estrictamente relacionada con el conjunto de datos disponibles y no depende del nivel de complejidad de los análisis realizados (Cascini, 2008). Por otro lado Ferrera Toujague et al. (2008) proponen que en el estudio de la evaluación de la vulnerabilidad ante la ocurrencia de eventos naturales, se debe tener en cuenta el estado técnico de cada elemento, la capacidad para resistir eventos sísmicos y climatológicos. De igual manera Mora Chinchilla, Alvarado Velas y Climent Martín (2009) menciona que las amenazas se pueden clasificar de acuerdo con su origen, en: Amenazas geológicas y amenazas hidrometereológicas. Las amenazas geológicas son las causadas por procesos geológicos como: actividad sísmica, deslizamientos y actividad volcánica. Las amenazas hidrometeorológicas son causados por procesos meteorológicos, fluviales y costeros. Los factores exógenos como la precipitación y la humedad, incrementan la posibilidad de producir los diferentes eventos con características propias de cada material, de tal manera que en condiciones de humedad moderada un movimiento en una ladera puede convertirse en un deslizamiento traslacional; mientras que el mismo fenómeno con condiciones de mayor humedad puede ocasionar una avalancha o un flujo de detritos, aumentando la intensidad y la longitud de su recorrido. Según Glade y Crozier (2005) los factores exógenos contribuyen con un alto porcentaje de incidencia para producir remoción de grandes extensiones de terreno y afectar en gran medida a la población que está asentada en zonas vulnerables de desprendimiento de material rocoso. La evaluación de la vulnerabilidad según Moreno, Vélez, Montoya y Rhenals (2006) analiza las relaciones generalizadas de las precipitaciones acumuladas y la ocurrencia de deslizamientos, tratando de entender la dinámica lluvia – suelo que genera este tipo de evento con ocurrencias en las escalas interanuales, intra-anual y diarias.

La combinación de los factores y parámetros se realiza considerando que los deslizamientos ocurren cuando una ladera, compuesta por una determinada litología, con cierto grado de humedad y con cierta pendiente, alcanza un grado de susceptibilidad de elementos pasivos (Mora y Vahrson, 1991) La recolección y manejo de datos es una parte esencial para poder obtener un resultado confiable y que contribuya de forma importante en la toma de decisiones en futuros planes de ordenamiento territorial y uso de suelo, es así que teniendo en cuenta dichos aspectos en relación a la toma de los diferentes tipos de datos espaciales, Van Westen, Castellanos, y Kuriakose (2008) mencionan que se deben tener en cuenta factores ambientales como: La geología, suelo, morfología y geomorfología, factores desencadenantes principalmente datos de terremotos y datos de clima, poseer un inventario de deslizamientos, elementos de riesgo como: construcciones, caminos, censo, entre otros, además de una interpretación visual por medio de fotografías aéreas, imágenes satelitales, entre otras, todos estos factores integrados generarán una base de datos la cual será depurada para su edición final y como resultado el mapa de susceptibilidad en el terreno. Kamp, Growley, Khattak, y Owen (2008) mencionan como primer paso una delimitación del área de estudio, sumado a ello un inventario y clasificación de todos los deslizamientos ocurridos, tomando en cuenta la litología, estructuras, topografía, precipitación, escorrentía superficial, uso de suelo, entre otras, así como la evaluación multi criterios, la misma que se utiliza principalmente para identificar prioritariamente la susceptibilidad del material rocoso. Otro aspecto que se debe tomar en cuenta en el inventario de análisis de deslizamientos es la tasa de daños y muertes en la zona de estudio, además de los daños a caminos, carreteras, propiedades privadas, entre otros; la relación entre el volumen de los deslizamientos con la frecuencia de los mismos, teniendo como resultado los sectores en los cuales se evidencia mayor susceptibilidad a deslizamientos (Chau et al., 2004).

Un aspecto importante en estudio de deslizamientos es identificar zonas potenciales de desprendimiento de material, así como determinar la reactivación de deslizamientos antiguos y en general cuál es su dimensión sobre el terreno, es así que existen varios métodos para la distribución de los datos del deslizamiento en los cuales se puede mencionar: Número de deslizamientos por unidad de área mapeada, número de deslizamientos por unidad de longitud, radio del área de los deslizamientos y radio del área de los deslizamientos con respecto al área mapeada (Bhandary, Yatabe, Dahal, Hasegawa y Inagaki, 2013). Irigaray, Lamas, El Hamdouni, Fernández, y Chacón, (2000) mencionan que los mapas resultantes (mapas de susceptibilidad y mapas de posibles amenazas) son una herramienta básica para la planificación del territorio, sobre todo, en zonas montañosas. En relación a la investigación geológica en la zona de estudio, se tiene que mencionar que existen algunos trabajos con información muy importante la cual se ha tomado como referencia para tener una mejor idea del ambiente geotectónico y el tipo de rocas que se encuentran íntimamente ligado con los fenómenos de remoción en masa, a continuación se presenta un resumen del contexto geológico de la zona de estudio.

3. METODOLOGÍA 3.1. DELIMITACIÓN Y CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DEL ÁREA DE ESTUDIO La zona de estudio se encuentra ubicada en la Cordillera Occidental a 40 km de distancia al suroeste de la ciudad de Quito, como se puede apreciar en la figura 2. Se puede llegar al sector por la panamericana sur, carretera de primer orden desde Aloag hasta Tandapi, uniendo las provincias de Pichincha y Santo Domingo de los Tsachilas.

3.1.2 Fisiografía y geomorfología

El análisis de la fisiografía y geomorfología de la zona de estudio, se basó en la observación y descripción de características morfológicas propias del terreno (elevaciones mayores, elevaciones menores, tipos de drenajes) realizados sobre la carta topográfica Amaguaña, escala 1:50,000, publicada por el Instituto Geográfico Militar (IGM). Una característica fundamental de las estribaciones de la cordillera evidenciada en el análisis de la topografía es la presencia de relieves abruptos con altitudes variables entre 1200 a 3000 msnm, como se presenta en la figura 3. Algunas de las mayores elevaciones se encuentran en el recorrido de la vía y sectores aledaños destacando, el Cerro Tatatambo (cota: 2773 msnm), Loma El Altar (cota: 2760 msnm), Loma Orejuela (cota: 3000 msnm), Loma San Agustín (cota: 3000 msnm). Elevaciones menores se desarrollan al occidente de la zona de investigación en el poblado de Tandapi. El desarrollo de fuertes pendientes define valles estrechos y profundos limitados por cuchillas, que en conjunto marcan un drenaje subdendritico a subparalelo. La orientación del drenaje es una consecuencia directa de la geometría de las estructuras (foliación, diaclasas, fallas) presentes en el macizo rocoso.

En el contexto morfológico, los procesos geodinámicos denudativos son dominantes y los procesos acumulativos son limitados ya que las fuertes pendientes no permiten la acumulación excesiva de materiales sueltos. La acumulación de sedimentos ocurre en los cauces de los ríos, estos depósitos adquieren un carácter temporal ya que tratándose de ríos de montaña la dinámica fluvial afecta intensamente.

3.1.3 Marco Geológico Regional 3.1.3.1 Cordillera Occidental La Cordillera Occidental del Ecuador se compone de bloques oceánicos alóctonos acrecionados contra los límites de placa de América del Sur durante el Cretácico Superior al Eoceno, (Goossens y Rose, 1973; Feininger y Bristow, 1980; Hughes y Pilatasig, 2002; Kerr, Aspen, Tarney y Pilatasig, 2002; Jaillard et al., 2004; Pratt, Duque y Ponce, 2005; Spikings, Winkler, Hughezc y Handler, 2005; Vallejo et al., 2006). El desplazamiento transcurrente producido por una falla horizontal, a lo largo de fallas aproximadamente de tendencia N-S, ha yuxtapuesto estructuralmente las sucesiones volcano-sedimentarias de litologías similares, pero de diferentes edades, dentro de la Cordillera Occidental. El bloque Pallatanga se expone a lo largo de la frontera oriental de la Cordillera Occidental, y está separada de la margen continental por una zona de sutura (la falla Calacalí - Pujilí - Pallatanga), que representa parte de la sutura oceánica – continental del Cretácico superior. El bloque Pallatanga posee un basamento de basaltos, gabros, enriquecido por basaltos de dorsal oceánica (E-MORB) y afinidades geoquímicas de plateau oceánico (Lebrat, Megard y Dupuy, 1985; Lapierre et al., 2000; Hughes y Pilatasig, 2002; Kerr et al., 2002; Mamberti et al., 2003), lo que sugiere que la Unidad Pallatanga fue producida por una erupción de una pluma proveniente del manto.

3.1.3.2 Geología Regional Para tener una idea de la geología regional de la zona de investigación se tomó como base la información de la hoja geológica Machachi, escala 1:100,000, elaborado por la Dirección General de Geología y Minas (DGGM) en 1976. La geología regional de la zona es compleja, la misma que presenta ciertas características físicas relacionadas con la Cordillera Occidental, cuya estructura general ha sido levantada y tectonizada a varios niveles a lo largo de la misma. En general la geología de la zona está representada por rocas volcano-clásticas que van desde el Cretáceo Superior representadas por la formación Macuchi; rocas eocénicas-oligocénicas representadas por la formación Silante; depósitos piroclásticos de edad Mio- Pleistocénicas del grupo cangahua también rocas intrusivas del Terciario, así como depósitos superficiales como terrazas y coluviales.

3.2. FLUJOGRAMA DE LA METODOLOGÍA UTILIZADA

Para la aplicación de la metodología en el presente trabajo de investigación, se consideró las referencias citadas en el capítulo 2.5 y se menciona el modelo de Kamp et al., (2008), el mismo que señala seis variables para la realización del estudio (litología, estructuras, topografía, precipitación, escorrentía superficial, uso de suelo). La presente investigación considera cinco de las seis variables anteriormente mencionadas, debido a que la sexta variable corresponde a datos de escorrentía superficial, datos que no se obtuvieron, sin embargo la investigación está sustentada en una metodología aplicada y acorde con las condiciones del terreno. La metodología utilizada en la zona de estudio para el análisis de fenómenos de remoción en masa, considera como primer aspecto el levantamiento de información geológica que consiste en determinar el tipo de roca existente, además de la toma de datos estructurales que permiten conocer las discontinuidades, es decir, fracturas y diaclasas que posee el macizo rocoso. Por otro lado se realiza el 22

levantamiento de información en cada estación de control (estación de interés asociado a fenómeno de remoción en masa) identificado en el campo. Un segundo aspecto es la ponderación y análisis (pesos) de variables de manera cuantitativa

cualitativa,

tomando

cuenta

los

diversos

indicadores

morfodinámicos. El método a ser utilizado es la observación directa in situ considerando la experiencia del autor, denominado método heurístico. Las variables consideradas para el presente estudio son: 

Litología



Grado de pendiente



Precipitación



Uso de suelo



Morfometría del talud

Se realizará una ponderación a cada una de ellas con un valor máximo de 2 y un valor mínimo de 0.2, teniendo en cuenta la relación directa con la litología y ubicación georeferenciada, todas las ponderaciones se añadirán a una matriz que evidenciará cada una de las variables, la misma que detallará la respectiva sumatoria y correspondiente análisis de amenaza como resultado final. El tercer aspecto es la representación cartográfica que consiste en la elaboración de mapas temáticos desde un Sistema de Información Geográfica (SIG). Para la representación cartográfica del análisis de la amenaza de los fenómenos de remoción en masa, se requirió la creación de una base de datos con un inventario de fenómenos ocurridos en la zona de estudio, se realizó la interpretación de imágenes satelitales y modelos de elevación digital (MED), para detectar potenciales deslizamientos. Suárez (1998, p.376) señala “los sistemas de información geográfica son un sistema muy útil para resolver los modelos que permiten zonificar las amenazas, debido a que permite el almacenamiento y manipulación de la información referente a los diferentes factores del terreno como capas de datos”.

La metodología aplicada en el presente trabajo de investigación, se resume en el flujograma observado en la figura 4, con todos los pasos para conseguir como objetivo la zonificación de amenazas por fenómenos de remoción en masa en la vía Aloag – Tandapi.

Figura 2.- Mapa de ubicaci贸n zona de investigaci贸n

Figura 3.- Modelo digital de terreno

METODOLOGÍA INICIO

NO A

Identificar información

Clasificar información

Fotografía aérea e imágenes satelitales

Cartograf ía digital y física

Informes técnicos

Revistas

Trabajo de campo

Sitios Web

Ubicación de la zona de estudio

Recopilación de datos Bibliográficos

Trabajo de campo

Levantamiento de información estructural

Ubicación zona de ínteres

Toma de Datos en estaciones de trabajo

Levantamiento de información

Análisis de Datos

Ponderación de variables y peso relativo

Levantamiento de información estructural

Recolección de muestras

Zonificación de la susceptibilidad

Toma de datos de foliación, estratificación

Litología

Toma de datos de fallas

Pendiente

Toma de datos de diaclasas

Precipitación

Uso de suelo

Análisis de Datos

Morfometría del Talud

Elaboración base de datos con geoinformación

Elaboración de mapas temáticos

FIN

Figura 4.- Flujograma de metodología

3.3. RECOPILACIÓN DE DATOS Esta etapa constituye el análisis de información existente sobre el área de estudio, se trata de una compilación de información multidisciplinaria la cual será resumida para tener una idea de las condiciones topográficas, de litología, extensión, aspectos antrópicos, entre otros.

Se analizó fotografías aéreas del área de investigación, las mismas que ofrecen una alternativa versátil en el análisis de fenómenos de remoción en masa debido a que cubren grandes extensiones de terreno y la escala de trabajo puede incluir zonas regionales, además de identificar las características del terreno, geoformas y la interacción con los diferentes tipos de materiales.

La caracterización de fenómenos antiguos es una gran ventaja de las fotografías aéreas, lo que permite tener una idea de su ocurrencia o recurrencia, así como la oportuna detección de potenciales deslizamientos.

La información que manifiesta las fotografías aéreas corresponde a una extensión bastante regional y ofrece una visión de fenómenos ocurridos hace varios años, por lo cual la información de dicha herramienta se ve bastante limitada en relación a la actualización de nuevos fenómenos ocurridos en la presente investigación, por lo tanto esta información quedará de lado en el análisis de la zonificación de la amenaza por fenómenos de remoción en masa.

3.4. TRABAJO DE CAMPO

Se utiliza la libreta de campo como fuente principal en la recopilación de datos en la investigación, podemos citar como ejemplo un afloramiento el tipo de roca elementos estructurales, fallas, coordenadas, descripción macroscópica de muestras de roca, entre otras.

El Proyecto Multinacional Andino (2007, p.44) resalta: “Los afloramientos de suelo y roca deben registrarse con su localización y elevación altimétrica. En el levantamiento geológico se deben registrar cuidadosamente las características geológicas de los materiales aflorantes estrechamente relacionados con sus características físico-mecánicas como unidades litológicas y límites estratigráficos, tipos de suelos y rocas, grado de meteorización, elementos estructurales (diaclasas, fallas, foliaciones, esquistosidad), evidencia de filtraciones y signos de inestabilidad (grietas, material triturado, flexiones, cambios en la vegetación, etc.)”.

3.5. ANÁLISIS DE DATOS

Los datos recopilados en campo se ingresaron en una base de datos de un SIG, la misma que servirá para elaborar los diferentes mapas temáticos y realizar los diversos análisis espaciales requeridos para la consecución de los objetivos. Suárez (1998, p.376) expresa “el análisis de amenaza a los deslizamientos requiere de la modelización de interacciones complejas entre un número grande de factores parcialmente inter-relacionados y de la evaluación de las relaciones entre varias condiciones del terreno y ocurrencia de deslizamientos”. Para un mejor manejo de los datos, se dividió la zona de estudio en cuadrantes (5 km por lado y un total de 7 cuadrantes) los mismos que permitirán visualizar de mejor manera los resultados de la cantidad de información levantada. El tamaño de los cuadrantes fue tomado en relación a los eventos encontrados en la vía, es decir, si los cuadrantes serían más pequeños quedarían varios sin ninguna información de eventos ocurridos y si el cuadrante sería más grande tal vez en unos tres cuadrantes ocuparía toda el área de investigación. Mediante la mencionada distribución espacial de los cuadrantes se pudo evidenciar rasgos morfológicos con mejor detalle, además de sectorizar la cantidad de fenómenos de remoción en masa a lo largo de la carretera Aloag – Tandapi, como se puede observar en la figura 5.

En el acápite 3.3, la información recolectada de la zona de investigación, se refiere a la topografía, geomorfología, litología, datos de precipitación y la distribución de las actividades antrópicas en relación al uso de suelo, aspectos que fueron importantes para la elaboración de los siguientes mapas: 

Mapa geológico



Mapa de pendientes



Mapa de uso de suelos



Mapa de isoyetas

3.6. ANÁLISIS DE VARIABLES El tipo de deslizamiento, su tamaño y su movilidad son aspectos fundamentales para estimar la peligrosidad de un fenómeno. Los fenómenos de remoción de masas son procesos naturales que conllevan un alto riesgo geológico. Para obtener como resultado el mapa de zonificación de la amenaza por fenómenos de remoción en masa, se analizó y se asignó ponderaciones (pesos) para cada una de las variables utilizadas en la investigación, a continuación se presenta el resumen de cada una de las mencionadas.

3.6.1 Variable litología Los diferentes tipos de rocas y el suelo son determinantes en el comportamiento dinámico del macizo rocoso, relacionado con la composición mineralógica, grado de meteorización, grado de fracturación, además de la saturación del suelo, que influyen directamente en la inestabilidad de la ladera. Una vez realizada la ponderación de esta variable según lo observado en el recorrido de campo relacionado a los diferentes tipos de rocas que se encontró, se asignó un valor de 2 como máximo para las litologías que presentan mayor susceptibilidad a fenómenos de remoción en masa y un valor de 0.2 para el mínimo para las litologías que presentan menor susceptibilidad.

A continuación se presenta la tabla 1 que resume las litologías presentes en la zona de estudio, con su respectiva ponderación: Tipo de litología

Ponderación

Cuarcita

0.2

Granito

0.2

Gneis

0.2

Areniscas

0.8

Pizarra y filita

Lutita

Esquisto

1.2

Conglomerados

Rocas volcánicas

Material de caída

Coluviales

1.4

Aluviales

0.2

Tabla 1.- Resumen de variables y ponderaciones para análisis de la litología.

3.6.2 Variable Pendiente Para la ponderación de esta variable se tomó como base el mapa de pendientes elaborado a partir de la topografía 1:50,000. La información obtenida a partir de los datos mencionados sirven para definir áreas en las cuales el macizo rocoso está influenciado por pendientes bastante pronunciadas, las mismas que tendrán un comportamiento diferente en relación a las áreas relativamente planas o con pendientes suaves a moderadas. Se realizó la ponderación de esta variable y se asignó un valor de 2 como máximo para las pendientes que presentan valores mayores a 50° denominado como susceptibilidad alta y 0,2 para valores menores a 8.5° en sectores que presentan menor susceptibilidad.

Los valores de pendiente así como su ponderación fueron tomados y modificados del trabajo de Van Zuidam (1986) en Mora Chaves, y Vásquez (2002), la tabla evidencia siete clases de pendientes según las condiciones del terreno, para efectos de la presente investigación se consideraron cinco clases de pendientes con sus respectivas condiciones de terreno, en el caso donde existe sectores críticos y los procesos de fenómenos de remoción en masa son dominantes. La tabla 2 evidencia el resumen de las pendientes presentes en la zona de estudio, con su respectiva ponderación. Clase de pendiente Porcentaje (%)

Condiciones del terreno

Ponderación

Grados (°)

0 -5 %

0 a 8,5 grados

Pendiente muy baja, peligro de erosión

0,2

15 -30 %

8,5 a 17 grados

Pendiente moderada, deslizamientos ocasionales, peligro de erosión severo

0,5

17 a 25 grados

Pendiente fuerte, procesos denudacionales intensos (deslizamientos), peligro extremo de erosión de suelos

25 a 50 grados

Pendiente muy fuerte, afloramientos rocosos, procesos denudacionales intensos, reforestación posible

1,5

> 50 grados

Extremadamente fuerte, afloramientos rocosos, procesos denudacionales severos (caída de rocas) cobertura vegetal limitada.

30 -50 %

50 - 75 %

Más de 75 %

Tabla 2.- Resumen de variables y ponderaciones para análisis de la pendiente.

3.6.3 Variable uso de suelo La cobertura vegetal y uso de suelo, posee un valor esencial al momento de definir áreas de susceptibilidad a fenómenos de remoción en masa, el tipo de vegetación, la densidad y el tipo de uso de suelo (bosque primario, pasto, cultivo, entre otros) poseen una característica para saturar al suelo y por consiguiente generar que los materiales se desprendan y pierdan su condición de equilibrio para promover un fenómeno de remoción en masa. Los valores de uso de suelo fueron tomados del trabajo de Ambalagan (1992). Se realizó la ponderación de esta variable y se asignó un valor de 2 como máximo para el uso de suelo con mayor probabilidad de generar un fenómeno de remoción en masa y un valor de 0.2 para zonas urbanas en las cuales los materiales presentan menor susceptibilidad. La tabla 3 presenta el resumen del uso de suelo presentes en la zona de estudio, con su respectiva ponderación: Uso de suelo

Ponderación

Área urbana

0,2

Vegetación moderada (bosque intervenido)

1,2

Vegetación intensa (bosque natural)

1,6

Cultivos anuales

1,8

Vegetación escasa

Tabla 3.- Resumen de variables y ponderaciones para análisis del uso de suelo.

3.6.4 Variable pluviometría Un factor desencadenante en los fenómenos de remoción en masa es la cantidad de precipitación y estado de saturación de los materiales. Los valores de precipitación fueron recolectados en los anuarios meteorológicos del Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología – INAMHI, desde 1960 hasta el 2009. Para determinar las áreas de mayor intensidad de lluvias se procedió a elaborar un mapa de isoyetas con valores promedios interanuales, mediante el procesamiento de los datos de precipitación. A continuación se presenta la tabla 4 con el resumen de las estaciones pluviométricas con los respectivos valores promedios interanuales. Id Estación

Nombre

Latitud (m)

Longitud (m)

Altitud Código (m.s.n.m)

Valor promedio (1960-2009) (mm / año)

LA TOLA

9975657.3

793868.45

2480

M002

71.63392424

IZOBAMBA

9960172.5

772701.98

3058

M003

120.4614268

LA CONCORDIA

9997788.4

681402.81

379

M025

284.6311331

PUERTO ILA

9948028.6

685849.46

319

M026

236.0421341

MALCHINGUI INAMHI

9939141.9

797198.84

2840

M111

44.41689773

UYUMBICHO

9957958.9

776042.66

2740

M113

118.0927152

CHIRIBOGA

9976771.1

747091.01

1750

M116

244.3459047

8 9

EL CARMEN NANEGALITO SANTA ANITA-KM.10 VIA CHONE RUMIPAMBAPICHINCHA SAN JUAN-PICHINCHA (CHILLOG.) CALACALI INAMHI NONO LAS PAMPAS SIGCHOS LA LIBERTAD-RIO BLANCO

9969040.1 9992698.9

672495.32 759342.46

387 1580

M160 M339

245.7333212 209.8137194

9974566.0

695873.38

560

M348

189.4939305

9952755.0

788293.05

2940

M353

140.096165

9968582.4 9999856.1 9991923.9 9952994.7 9922687.6

763794.18 777162.50 770476.58 727043.01 734826.24

3440 2810 2710 1583 2880

M354 M358 M361 M362 M363

187.8817892 76.06429144 79.38906699 178.5468004 78.43936027

9941276.7

709225.8

689

MB89

228,7098629

10 11 12 13 14 15 16 17

Tabla 4.- Estaciones meteorológicas alrededor de la zona de investigación.

El método de interpolación utilizado para esta variable es el método Kriging, el mismo que asume la distancia y/o dirección entre puntos de muestreo, la cual es una expresión de la correlación espacial entre los puntos y que por tanto dicha información puede utilizarse para explicar la variabilidad encontrada en la superficie muestreada. El método Kriging es un método que da la mejor estimación lineal insesgada de los valores de los puntos, es decir, elige el promedio ponderado de los valores de las muestras la cual tenga la mínima varianza (Díaz, 2002). Por lo tanto, el método Kriging ofrece un método de interpolación de datos dispersos adecuado para los valores de precipitación medios interanuales. Se realizó la ponderación de esta variable y se asignó un valor de 2 como máximo para zonas con mayor intensidad de precipitación y un valor de 1.0 para zonas en las cuales los valores de intensidad de lluvias son mínimos. Los valores de precipitación así como su ponderación fueron tomados y modificados del trabajo de Mora Vahrson y Mora (1992) en Mora et al. (2002), la tabla evidencia tres clases de promedio de precipitación interanual (mm/año). Las precipitaciones mensuales inferiores 125 mm no conducen a un aumento de la humedad del terreno, precipitaciones entre 125 y 250 mm incrementan la humedad del terreno y precipitaciones interanuales superiores a 250 mm conducen a una humedad del suelo muy alta (Mora et al., 1992). La tabla 5 presenta el resumen de la variable pluviometría presente en la zona de estudio, con su respectiva ponderación: Pluviometría mm / año < 125 125 - 250 > 250

Ponderación 1 1.5 2

Tabla 5.- Resumen de variable y ponderaciones para el análisis de la precipitación.

3.6.5 Variable morfometría del talud Las propiedades morfométricas de los taludes definen la ocurrencia del desprendimiento del material rocoso en relación a determinados ángulos presentes en el talud, el grado de fracturamiento y las discontinuidades, además del grado de inclinación de las capas, pueden producir fenómenos de remoción en masa. Se realizó la ponderación de esta variable y se asignó un valor de 2 como máximo para taludes con mayor cantidad de discontinuidades o fracturamiento y un ángulo mayor a 30° y un valor de 0.4 para zonas en las cuales el macizo rocoso le corresponde una categoría < a 15° . Los valores de morfometria del talud así como su ponderación fueron tomados y modificados del trabajo de Miles y Keafer (2002) en Mora et al. (2002), la tabla evidencia cinco clases ángulos de fricción efectiva del talud expresado en grados, así como su respectiva ponderación determinado con las condiciones del terreno. A continuación se presenta la tabla 6 con el resumen de la variable morfometría del talud presentes en la zona de estudio, con su respectiva ponderación: Factor

Categoría Ponderación Más de 30° 2 25-30° 1.8 Morfometría 1.2 Pendiente de 20-25° 0.8 los taludes 15-20° Menos de 15° 0.4 Tabla 6.- Resumen de variables y ponderaciones para análisis de la morfometría del talud.

Todas las variables se ponderaron en relación al análisis de las observaciones de campo y la frecuencia de eventos ocurridos determinados con las características propias del terreno, además de la factores externos como el uso de suelo y las precipitaciones, dicha información integrada en una base de datos de un sistema de información geográfica, ofrece una visión de los sectores que son más susceptibles a fenómenos de remoción en masa.

Para la sumatoria total del análisis de zonificación de fenómenos de remoción en masa se consideró como ponderación total el valor de 2 a cada variable (litología, pendiente, precipitación, uso de suelo y morfometría del talud), ofreciendo como resultado final la sumatoria de 10 puntos o su equivalente al 100%, el resumen de todas las variables y ponderaciones se puede evidenciar en la tabla 7. Análisis de variables y ponderaciones Variable Ponderación Litología 2 Pendiente 2 Precipitación 2 Uso de suelo 2 Morfometría del talud 2 Sumatoria Total 10 puntos Tabla 7.- Sumatoria total de las variables y ponderaciones para el análisis de la amenaza

Suárez (1998, p.364) expresa que “la zonificación es el resultado de la aplicación de un modelo en el que se involucren todos los factores que intervienen en el fenómeno”. Con el resultado final de la sumatoria de todas las variables analizadas, se categorizó tres niveles de amenaza que se evidencian en la tabla 8 con los respectivos rangos de ponderaciones y su asignación.

Categoría 1 2 3

Sumatoria total 0a4 4.1 a 8 >8.1

Niveles de la amenaza Amenaza baja Amenaza moderada Amenaza alta

Tabla 8.- Categorías en el análisis de amenaza.

Figura 5.- Mapa de 谩reas de distribuci贸n de deslizamientos 38

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1. LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN DE CAMPO Mediante el trabajo realizado en campo se pudo obtener información fundamental para realizar un análisis de los lugares en los cuales existe la presencia de fenómenos de remoción en masa. Los eventos encontrados en la vía fueron georeferenciados y los mismos servirán para el posterior análisis de la amenaza, a continuación se presenta la información de cada uno de los puntos de observación donde se presentaron los fenómenos y su respectiva ubicación en la vía, la misma que se pueden evidenciar en la figura 6. 

Punto 1: Coordenadas: 765000 E, 9951682 N, 3179 m.s.n.m

El afloramiento observado corresponde a una cangahua, color café oscuro, el tamaño del material de la cabeza es más fino que los observados en el pie con un material grueso. La potencia observada es de aproximadamente unos 12 metros y de largo unos 6 metros. Se puede observar que se trata de un flujo de detritos, producido por la sobrecarga de la capa vegetal presente en la zona, además de un deficiente sistema de drenaje. 

Punto 2: Coordenadas: 763093 E, 9950370 N, 2989 m.s.n.m

La geología del área Minera corresponde a una secuencia de conglomerado con una potencia de unos 80 metros, está compuesto de clastos de andesita intermedia a básica con una matriz arenosa gruesa, posee una coloración café amarillenta en algunos lugares producto de los óxidos de hierro, el tamaño de los clastos varía desde unos pocos centímetros hasta 5 – 6 metros. Además sobreyaciendo a la mencionada secuencia volcánica se puede evidenciar una capa de cangahua con una potencia de 15 metros. El área Minera “Rancho la Paz” no posee ninguna forma técnica de explotación a cielo abierto es así que se pudo observar taludes con ángulos de corte con más de 75º, que pueden originar deslizamientos de grandes masas de material.



Punto 3: Coordenadas: 757874 E, 9950719 N, 2607 m.s.n.m

El afloramiento observado corresponde litológicamente a un conglomerado con clastos predominantemente volcánicos, además se evidencia un talud con surcos producidos por procesos erosivos de aproximadamente 1,5 metros de profundidad y 2 metros de largo en la parte inferior que llega a la carretera. Posiblemente se puede producir un flujo de detritos (debris flow) por la constitución del material ya que es una zona de conglomerado y flujos de caída. La potencia de esta posible remoción de masas es de unos 100 metros y el largo de unos 60 metros. 

Punto 4: Coordenadas: 755302 E, 9951468 N, 2383 m.s.n.m

Se observa un talud rocoso bastante fracturado en la parte superior donde afloran rocas andesíticas meteorizadas afectadas por procesos erosivos. La posible remoción de masas que puede suscitarse en este lugar es la caída de rocas (rock fall) ya que el estrato buza en dirección de la carretera. La potencia observable del talud es de unos 25 metros y el largo aproximadamente unos 15 metros. 

Punto 5: Coordenadas: 754456 E, 9951396 N, 2194 m.s.n.m

Se observa un deslizamiento rotacional (rotational slides). Se puede diferenciar en la parte superior una superficie cóncava en la cual el material puede deslizarse por efecto de la gravedad y la acumulación de dicho material constituido por roca andesítica alterada y también flujos de caída (cangahua y lapilli de pómez). Además posee zonas de reactivación del deslizamiento en la parte intermedia del afloramiento. 

Punto 6: Coordenadas: 753794 E, 9950944 N, 2168 m.s.n.m

El afloramiento muestra roca de composición andesítica, de color verde - gris. Se encuentra fracturada con pátinas de óxido de hierro, las fracturas tienen dos direcciones de preferencia F1 y F2, existe acumulación de agua en el sector, por lo cual favorece al desprendimiento de material rocoso. La dirección preferencial F1 corresponde a la dirección denominada “Rumbo Andino” es decir posee un rumbo

entre N 5º E hasta N 30º E. La dirección preferencial F2 corresponde a una dirección perpendicular al Rumbo Andino, con un rumbo aproximado Este (E) – Oeste (O). 

Punto 7: Coordenadas: 753545 E, 9951126 N, 2155 m.s.n.m

Afloramiento compuesto por roca andesítica, color gris verdoso, presenta pátinas de óxidos de hierro, aproximadamente 13 metros de potencia, la roca se encuentra muy fracturada por lo cual se puede producir fenómenos de remoción en masa. 

Punto 8: Coordenadas: 751429 E, 9951444 N, 2020 m.s.n.m.

El aforamiento comprende una roca andesítica fracturada en la parte inferior izquierda infrayaciendo a un paquete de conglomerado y flujos piroclásticos. Posee una potencia de 30 metros y con un largo de 60 metros, el ángulo de corte del talud es 50o. Por la morfología irregular puede producir un fenómeno de caída de roca (rock fall) y flujo de detritos (debris flow). 

Punto 9: Coordenadas: 749856 E, 9949795 N, 1762 m.s.n.m

El afloramiento comprende roca andesítica, de color verde, se encuentra fracturada con pátinas de óxido de hierro, las fracturas tienen dos direcciones de preferencia F1 y F2, los sistemas de diaclasas se presentan abiertas. La roca presenta alta fisilidad. 

Punto 10: Coordenadas: 747917 E, 9951002 N, 1654 m.s.n.m

El afloramiento comprende roca andesítica, color verde oscuro, se encuentra fracturada, con pátinas de óxido de hierro, las fracturas tienen tres direcciones preferenciales F1, F2 y F3, la roca se presenta medianamente meteorizada, los sistemas de diaclasas presentan un relleno de arena. 

Punto 11: Coordenadas: 746291 E, 9952519 N, 1057 m.s.n.m

El afloramiento comprende una roca andesítica, color verde, se encuentra fracturada, con pátinas de óxido de hierro, las fracturas tienen tres direcciones preferenciales F1, F2 y F3, los sistemas de diaclasas están relleno de calcita.



Punto 12: Coordenadas: 744613 E, 9954229 N, 1110 m.s.n.m

El afloramiento comprende roca andesítica, color verde oscuro, poco fracturado, presenta una baja meteorización, la roca está cubierta por una capa de vegetación, además se observa dos familias de diaclasas principales. A continuación se presenta la tabla 9 la cual evidencia la distribución espacial y los diferentes tipos de eventos que se desarrollan por cuadrante a lo largo de la vía.

CUADRANTE

Evento por cuadrante

Potencia observable

Localización Geográfica

Tipo de evento

Cuadrante 1

Punto 1

765000

9951682

Altitud m.s.n.m 3179

Cuadrante 2

Punto 2

763093

9950370

2989

80 metros

Flujo de detritos

Punto 3

757874

9950719

2607

100 metros

Flujo de detritos

Punto 4

755302

9951468

2383

25 metros

Caída de rocas

Punto 5

754456

9951396

2194

35 metros

Deslizamiento rotacional

Punto 6

753794

9950944

2168

25 metros

Flujo de detritos

Punto 7

753545

9951126

2155

13 metros

Punto 8

751429

9951444

2020

30 metros

Punto 9

749856

9949795

1762

15 metros

Caída de rocas Caída de rocas y flujo de detritos Flujo de detritos

Punto 10

747917

9951002

1654

60 metros

Caída de rocas

Punto 11

746291

9952519

1057

45 metros

Caída de rocas

Punto 12

744613

9954229

1110

35 metros

Caída de rocas

Cuadrante 3

Cuadrante 4

Cuadrante 5 Cuadrante 6 Cuadrante 7

Coordenada X

Coordenada Y

(metros) 12 metros

Flujo de detritos

Tabla 9.- Distribución espacial y tipos de eventos desarrollados por cuadrantes

Figura 6.- Mapa de distribuci贸n de deslizamientos evidenciado

4.2. RESULTADOS (DISTRIBUCIÓN ESPACIAL Y RELACIÓN CON LAS VARIABLES ASOCIADOS A LOS FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASAS) Los fenómenos de remoción de masas ocurridos en la vía Aloag – Tandapi corresponden principalmente a deslizamientos, flujos de detritos y caída de rocas, adicionalmente caída de escombros relacionados con lluvias y formación de grietas. La relación entre la litología y los fenómenos de remoción en masa presentados en la figura 7, evidencia que los conglomerados volcánicos y areniscas volcánicas pertenecientes a la Formación Silante, así como las andesitas, basaltos, brechas y lavas indiferenciadas de la Formación Macuchi, poseen mayor porcentaje de ocurrencia de fenómenos de remoción en masa, debido a la composición litológica que cada una de las unidades presenta, así como también las discontinuidades y meteorización que posee el macizo rocoso, condición por la cual se produce el desprendimiento del material. La relación entre las pendientes y los fenómenos de remoción en masa pueden ser apreciadas en la figura 8, evidencia que la mayoría de los puntos de levantamiento de información, se ubican en pendientes entre a 50% a 75%, correspondientes a las estribaciones de la Cordillera Occidental, por lo cual existe un alto índice de ocurrencia de dichos fenómenos. La relación con el uso del suelo, como se puede observar en la figura 9, evidencia que los fenómenos de remoción en masa se producen en mayor porcentaje en las áreas de bosques naturales, bosques intervenidos y zonas de pasto cultivado. La relación entre el análisis del mapa de isoyetas y los fenómenos de remoción en masa, indican que la zona de estudio se encuentra ubicada entre valores de precipitación de 113,1 a 185,7 (mm/año), pudiendo llegar a 276.69 mm/año hacia la zona más occidental en las estribaciones de la Cordillera, siendo un factor desencadenante en los proceso de remoción en masa, los mencionados valores de precipitación se pueden observar en la figura 10.

El mapa evidenciado en la figura 11, muestra el análisis de la amenaza relacionado principalmente a la litología con cada una de las variables, dichas relaciones denotan los diferentes niveles de amenaza, sectorizando la concentración de los fenómenos de remoción en masa, en la sumatoria total de las variables se obtuvo como resultado áreas de amenaza alta que corresponden a valores mayores a 8.1, amenaza moderada con valores entre 4.1 – 8, y amenaza baja entre 0 - 4. Cada Formación Geológica (Macuchi, Silante) o Unidad litológica (Cangahua, depósitos aluviales, coluviales, rocas intrusivas) está determinada por un tipo de litología específica, es decir, corresponde a una o varias clases de rocas que están agrupadas dentro de la misma. Cada una de las litologías es analizada para asignar las diferentes ponderaciones con relación a cada variable. La tabla 10 está dividida por cada formación o unidad litológica con la cual se realizó el respectivo análisis de las cinco variables mencionadas anteriormente, es así por ejemplo la Formación Macuchi en las la primera fila posee valores que corresponde a una misma litología (andesita, basalto, brecha), por lo que la roca tendrá el mismo comportamiento ante posibles eventos, a lo largo del trayecto y la ponderación efectuada corresponde al análisis realizado in situ. Por lo tanto la información que cada Formación, Unidad Litológica o depósito superficial, tendrá un diferente tratamiento y por consecuente una variación en cada una de las ponderaciones de las variables analizadas. A continuación se presenta la tabla 10 con el resumen de las ponderaciones de cada una de las variables en relación a la litología, así como los respectivos valores y la sumatoria total en el análisis de la amenaza.

Formación Geológica

Macuchi Depósito Aluvial Silante Cangahua Depósito Lagunar de ceniza Depósito Coluvial Rocas intrusivas

Litología

Andesita, basalto, brecha

Símbolo

Variable Variable litología pendiente

Variable uso de suelo

Variable Variable Sumatoria precipitación talud total

Análisis de amenaza

2.00

1.50

1.60

1.20

1.80

8.10

amenaza moderada

Aluvial Conglomerado, arenisca volcánica Cangahua

0.20

1.60

0.40

2.60

amenaza baja

Ks Qc

2.00 1.00

2.00 0.80

1.80 0.20

1.60 0.20

2.00 1.00

9.40 3.20

amenaza alta amenaza baja

Ceniza

1.00

0.8

0.20

1.00

0.80

3.80

amenaza baja

Coluvial

1.40

2.00

1.60

1.80

8.40

0.20

2.00

1.40

1.20

6.00

amenaza alta amenaza moderada

Granodiorita/granito

Tabla 10.- Sumatoria de variables en el análisis de la amenaza.

Figura 7.- Mapa de unidades litol贸gicas

Figura 8.- Mapa de pendientes

Figura 9.- Mapa de uso de suelo

Figura 10.- Mapa de isoyetas con valores de precipitaci贸n medios interanuales.

Figura 11.- Mapa de an谩lisis de amenaza de fen贸menos de remoci贸n en masa en la v铆a Aloag - Tandapi. 52

4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS

El trabajo de investigación cumplió con el objetivo principal de realizar la zonificación de la amenaza por deslizamientos a lo largo de la vía Aloag – Tandapi, de acuerdo con las cinco variables planteadas y la elaboración de un inventario de eventos ocurridos a lo largo de la vía; cada variable y evento fue analizado y contribuyó al desarrollo de un modelo final de zonificación en el cual se identificó tres niveles de susceptibilidad presente en el terreno. El mapa de fenómenos de amenaza de fenómenos de remoción en masas puede ser elaborado usando diferentes aspectos y/o criterios, la selección de los mencionados depende del propósito del estudio, la extensión del área, escala, recursos disponibles, experiencia del autor. En este estudio se utilizó el método heurístico que toma como referencia la interpretación visual, mapeo de fenómenos in situ y experiencia del autor, la misma que facilitó la identificación rápida de movimientos en masa, dichas características sumadas a la ponderación de variables, ofrecen como resultado el mapa de amenaza de fenómenos de remoción en masa, sin embargo es necesario reconocer la subjetividad que presenta este método. El reconocimiento de los fenómenos de remoción en masa es limitado, en sentido de extensión de la zona de estudio, la observación y detección de los fenómenos está definido a los que ocurren en el pie del talud. Sin embargo el reconocimiento de fenómenos que se desarrollan en las partes altas de la Cordillera no son apreciable desde el sitio del observador, para la identificación de dichos fenómenos sería necesario usar diversos instrumentos como imágenes satelitales, ortofotos, anáglifos, con alta resolución que ayudará a identificar nuevos fenómenos o en su defecto determinar si aquellos tienen incidencia con fenómenos que ocurren en la carretera.

La litología en la zona cumple un papel importante en el proceso de remoción en masa combinado con el grado de meteorización que poseen las rocas. La ocurrencia de deslizamientos se produce principalmente en rocas volcánicas identificadas

como

conglomerado

volcánico,

andesitas,

basaltos,

lavas

indiferenciadas y brechas, las mismas que poseen un alto grado de fracturamiento que ayudan al desprendimiento del material. La pendiente contribuye al desarrollo de los fenómenos de remoción en masa, debido a que todos los movimientos que se producen obedecen a la gravedad ejercida por la tierra. El área de estudio posee una morfología muy irregular con pendientes abruptas. La ocurrencia de deslizamientos está distribuida a lo largo de todo el tramo pero principalmente en pendientes mayores a 45°. La morfometría del talud en relación con las discontinuidades del macizo rocoso es el resultado de varios esfuerzos ocurridos durante millones de años, tanto en dirección como en magnitud, así como también la presencia de fallas normales e inversas producto de esfuerzos tectónicos compresivos y extensivos. Por lo tanto el macizo rocoso que está sometido a varios esfuerzos es susceptible a la inestabilidad y por consiguiente desprendimiento de material. El uso de suelo en la zona de estudio se ve afectado principalmente por la saturación de agua y la escorrentía superficial, la misma que no posee un sistema óptimo de drenaje para dirigir el agua hacia sumideros o desagües que eviten la saturación del suelo. Con relación a la abundante vegetación que existe en casi la mayoría del recorrido, se puede mencionar que, los estudios han demostrado que la vegetación tiene un efecto positivo para evitar problemas de erosión, reptación de suelos, entre otros (Suárez, 1998). Sin embargo en este trabajo de investigación se ha evidenciado que la maleza trae efectos negativos en el terreno como por ejemplo la apertura de grietas, además de aumentar la humedad del terreno ejerciendo presión sobre el mismo, ocasionando pérdida de cohesión y por consiguiente desprendimiento del material.

En base a la evaluación de la susceptibilidad en la zona de investigación se determinó que es necesario aplicar diversos criterios de ponderación, así como la evaluación de una mayor cantidad de variables para llegar a determinar de una manera más exacta las zonas con potenciales características de fenómenos de remoción en masa. En relación a la ponderación de algunas variables, por ejemplo, la precipitación fue considerada en la elaboración de esta propuesta, el mapa de isoyetas para observar las zonas que poseen mayor precipitación y mayor saturación del suelo. En relación a la variable litología se concluyó que la superficie a deslizarse en ciertos casos coincide con un contacto geológico, es decir, el contacto entre el sustrato rocoso y un depósito superficial o en su defecto el mismo sustrato rocoso con su intenso fracturamiento. En relación a la metodología se pudo obtener una zonificación de la amenaza con la aplicación y sumatoria de variables. Cierto manejo de la información tuvo que ser interpretada e interpolada en una escala mayor (pluviometría y uso de suelo), por lo cual en el mapa de zonificación de la amenaza debería incluirse el análisis de variables como por ejemplo sismicidad, periodo de retorno de precipitaciones, humedad del terreno, meteorización de las rocas, entre otras y obtener un resultado comparativo con diversos métodos (Método de Brabb, Método de Mora – Vahrson, métodos probabilísticos, métodos determinísticos), que darán otra visión puntual de lo que sucede en el terreno. En relación a la hipótesis planteada, se pudo determinar que efectivamente los fenómenos de remoción en masa se producen en zonas puntuales con litologías o tipos de rocas específicas, además de características propias del material y el relieve del sector. Con relación a la información de los eventos históricos ocurridos en la vía, se considera de gran importancia para tener una idea cualitativa y cuantitativa de los fenómenos desarrollados en el área de investigación. Sin embargo, en este caso se prefirió trabajar con datos recogidos de primera mano durante la etapa de campo para realizar las diferentes interpretaciones de la zonificación de los fenómenos de remoción en masa. 55

De igual manera se debe tomar en cuenta para el análisis de la amenaza, los deslizamientos antiguos, los cuales se pueden reactivar y también fenómenos modelados por procesos erosivos, dichos elementos no han sido considerados en el presente estudio, sin embargo son factores que tienen una gran incidencia en el momento de producir un fenómeno de remoción en masa. La actividad antrópica largo de la vía Aloag – Tandapi es uno de los factores que en gran medida producen los fenómenos de remoción en masa, mencionando así el manejo inadecuado del terreno, la falta de canales que desalojen el agua superficial y cortes en los taludes con un fuerte ángulo de inclinación, entre otras; las mismas que producen un desequilibrio y desprendimiento de los materiales.

5. CONCLUSIONES La vía Aloag – Tandapi tiene una extensión de 46 km, de los cuales en aproximadamente 13,5 km se producen un total del 7 fenómenos de remoción en masa, los mismos que equivalen al 60% del total de los fenómenos ocurridos a lo largo de la vía, dichos eventos obedecen principalmente a la interacción de la litología (rocas volcánicas identificadas como: Conglomerados volcánicos, andesitas, basaltos, lavas indiferenciadas y brechas) y la morfometría del talud (taludes con un ángulo de fricción mayor a 30º y un porcentaje de pendiente superior a 50%). Se identificaron dos eventos puntuales de fenómenos de remoción en masa hacia la zona occidental de Aloag y tres eventos hacia la parte oriental de Tandapi, dichos eventos están considerados dentro de la categoría de amenaza baja y moderada respectivamente. El área de investigación presenta una gran actividad geodinámica externa. Los eventos registrados son de distinta magnitud y escala. Esta geodinámica externa presenta marcadas diferencias en zonas de cordillera y las zonas de altitud media – baja. Con el desarrollo de la presente investigación se concluyó que la zonificación de la amenaza en la vía Aloag – Tandapi, se describe en tres niveles que han sido catalogados bajo la ponderación de variables en relación a lo observado en el terreno. Se identificaron 12 eventos de fenómenos de remoción en masa de los cuales 7 se ubican en la categoría de amenaza alta, 3 eventos de fenómenos de remoción en masa se ubican en la categoría de amenaza moderada y 2 eventos de fenómenos de remoción en masa se ubican en la categoría de amenaza baja. Los fenómenos de remoción en masa que ocurren frecuentemente a lo largo de la vía Aloag – Tandapi corresponden principalmente a flujos de detritos, es decir material de sobrecarga que se desprende debido a la saturación de agua que posee el terreno, seguido por la caída de rocas debido a la litología, discontinuidades en

el macizo rocoso y el grado de inclinación de la pendiente que favorece el desprendimiento del material. La litología presente en la zona de estudio revela un comportamiento y un elemento importante para la activación de fenómenos de remoción en masa, la mencionada variable analizada desde el punto de vista de la heterogeneidad de las rocas obedece a un principio ya estudiado y referido en muchos trabajos de deslizamientos, las zonas de debilidad y la acción de los elementos antrópicos conlleva al desprendimiento de material con lo que se reafirma que el estudio de los fenómenos de remoción en masa corresponde, entre otros aspectos, a la acción o efectos intrínsecos de cada material sobre la superficie terrestre. Se realizó un inventario de los fenómenos de remoción en masa encontrados en la zona de estudio, con lo cual y haciendo el respectivo análisis de las variables estudiadas, se identificó las zonas con mayor grado de amenaza por deslizamientos, los mismos que fueron analizados con un enfoque multivariable representados en un sistema de información geográfica para visualizar los resultados puntuales. Cada una de las variables analizadas para la zonificación de amenaza por fenómenos de remoción en masa posee una estrecha relación con los procesos de desprendimiento del material, sin embargo, durante el proceso de análisis de cada variable se concluyó que el efecto de la precipitación sumado con el uso de suelo conllevan efectivamente a la ocurrencia inminente de un deslizamiento; por lo tanto existe una congruencia entre la teoría, la realidad estudiada y los resultados obtenidos. Con el presente estudio se beneficia a todas las personas que diariamente transitan en la vía Aloag – Tandapi, los Gobiernos Autónomos o Juntas Parroquiales pueden hacer uso de la información y realizar planes de remediación en las zonas de mayor ocurrencia de fenómenos de remoción en masa, establecer planes de ordenamiento territorial, y sobre todo, generar una cultura de prevención y buen manejo del uso de tierras, con el fin de minimizar los posibles efectos de un eventual deslizamiento.

Con la información de los sectores de amenaza moderada y alta evidenciados en el presente estudio, los Gobiernos Autónomos o Juntas Parroquiales pueden realizar trabajos de mitigación de fenómenos de remoción en masa como: Limpieza de canales de escorrentía superficial, muros de gaviones, bermas en los taludes con un ángulo superior a los 45º, y establecer una señalización preventiva en la vía para que la ciudadanía tenga en consideración que lugares pueden ser zonas propensas a deslizamientos. Se podría establecer o generar un nuevo modelo de estudio añadiendo más variables como por ejemplo: Sismicidad, valores de escorrentía superficial, evapotranspiración, entre otras, los cuales conllevan a un análisis de las condiciones que poseen los materiales, determinando sectores específicos de fenómenos de remoción en masa, en una escala más detallada.

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7. ANEXOS Anexo 1.- Registro histórico de accidentes ocurridos en la vía Aloag – Tandapi. item

Serial

fecha

Evento

Geografia

Localización

Fuente

1 1970-9

8/3/1970 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

VIA SANTO DOMINGO DE LOS COLORADOS

DIARIO EL UNIVERSO

2 1971-3

8/3/1971 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

CARRETERA A SANTO DOMINGO

DIARIO EL COMERCIO

3 1973-16

9/5/1973 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

STO DOMINGO

DIARIO EL UNIVERSO

4 1994-56

13/4/1994 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

VIA ALOAG - SANTO DOMINGO

DIARIO EL COMERCIO

5 1995-58

29/4/1995 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

CARRETERA QUITO SANTO DOMINGO

DIARIO HOY

6 1997-17

4/2/1997 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

BY-PASS ESMERALDAS-QUITO

DIARIO EL COMERCIO

7 2000-9

1/2/2000 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

VÍA ALOAG - SANTO DOMINGO

DIARIO EL COMERCIO

8 2002-16

19/1/2002 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

9 2002-120

3/4/2002 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

VIA ALOAG SANTO DOMINGO

DIARIO EL COMERCIO

10 2002-185

9/5/2002 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

CALLE LUIS CORDERO

DIARIO EL COMERCIO

11 2004-6

6/1/2004 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

SECTOR PITATAMBO. KM 27 VIA ALOAG - SANTOEL DOMINGO COMERCIO

12 2004-73

28/3/2004 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

KM 14 VIA SANTO DOMINGO - ALOAG

13 2004-90

13/4/2004 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

SECTOR LA CHORRERA. VIA ALOAG - SANTO DOMINGO EL UNIVERSO

14 2004-117

20/5/2004 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

LA PAMPA VIA A ALLURIQUIN

15 2004-167

20/10/2004 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

CASERIO IBEROAMERICA - SECTOR CHIRIBOGA EL UNIVERSO - EL COMERCIO

4/2/2006 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

VIA ALOAG - SANTO DOMINGO

17 2006-32

8/2/2006 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

VIA SANTO DOMINGO QUITO. SECTOR EL PARAISO EL UNIVERSO

18 2006-131

11/4/2006 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

PARROQUIA EL ESFUERZO

19 2007-39

17/2/2007 Deslizamiento

KILÓMETRO 40 Y 38 DE LA VÍA QUITO - SANTO DOMINGO EL UNIVERSO

20 2008-00006

19/1/2008 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS SANTO DOMINGO DE LOS TSACHILAS/SANTO DOMINGO/ALLURIQUIN

3608

16/2/2009 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

KILOMETRO 40

3609

17/2/2009 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

23 2010-00258

13/4/2010 Deslizamiento

24 2011-00189

27/1/2011 Deslizamiento

25 2011-00733

9/4/2011 Deslizamiento

PICHINCHA/SAN MIGUEL DE LOS BANCOS SANTO DOMINGO DE LOS TSACHILAS/SANTO DOMINGO/ALLURIQUIN SANTO DOMINGO DE LOS TSACHILAS/SANTO DOMINGO/ALLURIQUIN SANTO DOMINGO DE LOS TSACHILAS/SANTO DOMINGO/ALLURIQUIN

16 2006-28

26 2012-459

14/2/2012 Deslizamiento

DIARIO EL COMERCIO

Km. 25 de la vía Aloag Santo Domingo

EL COMERCIO

observación Muertos EN LA VIA ALOAG SANTO DOMINGO SE HAN PRODUCIDO POR EFECTO DE LAS LLUVIAS. EL DESPRENDIMIENTO DE LA PEÑA SE DEBIO A LA FILTRACION DE AGUA 10000 METROS CUBICOS DE LAS LLUVIAS OCASIONARON EL DESLIZAMIENTO QUE ATRAPO A UN VEHICULO QUE EN ESE MOMENTO CENTENARES DE VEHICULOS PARALIZADOS EN VIA SANTO DOMINGO ALOAG. DESTRUYO UNA LONGITUD DE 60M. SE DESLIZO UN VOLUMEN DE 6.000 M3 SECTOR MONTAÑOSO SIN PROTECCIÓN VEGETAL FACILITO EL DESLAVE. LAS AGUAS TAPONARON ALCANTARRILLA AL BYDURANTE LA MADRUGADA DE AYER SE PRODUJO DERUMBES DE PEQUEÑAS MAGNITUDES EN LOS KM 18 24 Y 32 PERO EL

Diario Rl Comercio 21/01/08 Pag.

30 Lluvias 5 Lluvias 0 Lluvias 0 Desconocida 6 Lluvias 0 Lluvias 0 Lluvias

ROCAS Y MATERIAL PETREO CUBRIERON 10 M. DE LA VIA DESABASTECIMIENTO DE AGUA EN SANTO DOMINGO TRAS ROTURA DE LA TUBERIA EL TRANSITO SE INTERRUMPIO DEBIDO A FUERTES LLUVIAS QUE PRODUCEN DESLIZAMIENTOS ALCANTARILLAS TAPONADAS IMPIDEN EL TRANSITO DE VEHICULOS EN LA ZONA UN TRACTOR QUE TRABAJABA EN EL LUGAR PROVOCO EL DESLIZAMIENTO QUE SEPULTO A LOS TRABAJADORES

0 Lluvias

0 Lluvias 0 Lluvias

0 Lluvias 0 Lluvias 2 Lluvias 3 Error humano 0 Lluvias 2 Lluvias

LOS CAMPESINOS DE 20 RECINTOS DE LA PARROQUIA EL ESFUERZO ESTAN INCOMUNICADOS POR LA CAIDA DE UN LOS DERRUMBES INTERRUMPIERON EL PASO VEHICULAR PRODUCIENDO UN DESVÍO POR LA VÍA ALTERNA Debido a las lluvias un deslizamiento provoco la caída de una roca la misma que cayo sobre un vehículo provocando la

DESLIZAMIENTOS EN LA VÍA POR LAS LLUVIAS EN EL SECTOR POR LAS FUERTES LLUVIAS HAY PEKIGRO DE DESLIZAMIENTO DE TERRENO HACIA LA QUEBRADA CON EL RIESGO DE ATUCUCHO CENTRAL DE EMERGENCIAS Hay pequeños derrumbes asI como caIda de Arboles que han sido retirados pero que no han obstruido el paso de Parroquia Mindo SNGR Jueves 27 de enero a las 11h30 se produjo un deslizamiento en el Barrio San Miguel de Alluriquin el mismo que afectó 9 Barrio San Miguel de Alluriquin Calle 10 de Agosto SNGR y Cuenca El día de hoy a las 15:30 aproximadamente mediante llamada telefónica la Policía Nacional informa de un deslizamiento Barrio San Miguel de Alluriqui SNGR SE produjo un deslizamiento en el sector Dos Ríos; en la Dos ríos Sala de Situación Nacional de la SGR carretera que conduce hasta la comunidad Mar de la CENTRAL DE EMERGENCIAS

15 Lluvias

EXISTE PELIGROS DE MAS DESLAVES VARIOS TRAMOS DE LA VIA ALOAG SANTO DOMINGO HAN SIDO AFECTADOS POR DESLIZAMIENTOS LA MITAD DE LA LA CALLE LUIS CORDERO SIGUE EN MAL ESTADO LOS MORADORES ESTAN INCOMUNICADOS. EN ENERO PASADO

EL UNIVERSO

EL COMERCIO (A15) 04-12

Causa

0 Condiciones atmosféricas 0 Lluvias 2 Lluvias 0 Lluvias 0 Lluvias 0 No asignada 0 No asignada 0 No asignada 0 Desconocida

Fuentes: online.desinventar.org/ - http://online.desinventar.org/desinventar/#ECU-DISASTER