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jueves, 4 de noviembre de 2010

GSI (1) - Quebrada El Perro (2) - Geomorfología (2)

" En este estado quedó el sector de Expoferias en la ola invernal de noviembre del 2008. El área hace parte de la zona oriental de Manizales, donde una avalancha de lodo y piedras inundó el sector dejando el barrio Chachafruto aislado. "


A mediados de noviembre de 2008 se presentó el primer evento que atrajo la atención pública sobre la actividad torrencial de QEP afectando la glorieta Expoferias y los barrios Chachafrutos (de ocupación) y Sierra Bonita (urbanización).

En la cabecera los movimientos masales visibles sobre las áreas dedicadas al pastoreo, demuestran un carácter remontante y se alistan a contribuir a la próxima "avalancha" de lodo, troncos, escombros y rocas generada por intensas lluvias ("empalizada").

"Una empalizada desembocó tras un deslizamiento en la ladera del Cerro de Oro y desbordó la Quebrada El Perro, lo que formó un lago en el box coulvert (alcantarilla de cajón) y pareció echar al traste las obras de intervención que valen unos $2 mil 700 millones. La primera vez que ocurrió eso fue en noviembre del 2008, cuando declararon la Urgencia Manifiesta.

Lo que dijo Carlos Alberto García Montes, Jefe de la Oficina Municipal para la Prevención y Atención de Desastres (OMPAD), es que las obras aún no se han terminado. "Se construyeron pantallas en tres frentes de la ladera y como se preveían posibles desprendimientos de tierra en otros costados de la ladera se inició la construcción de un dique para retener los sólidos y evitar el desbordamiento de la quebrada". De los 25 metros que mide el dique, faltan 11."

LA PATRIA 29-10-2010

Los procesos de urbanización de la ladera hacia áreas marginales y vecinas a cuerpos de agua traen consigo la construcción de infraestructura vital para el desarrollo, especialmente en lo que concierne a vías y redes de acueducto y alcantarillado.

Los abanicos aluviales, o conos de deyección, son cuerpos sedimentarios de acumulación, formados en áreas donde los flujos lateralmente confinados de cauces (torrenciales en este caso) se expanden al reducir la velocidad del flujo y dan origen a una geometría cónica.

Estas geoformas se ubican en zonas donde existe un cambio importante de pendiente a lo largo del cauce durante su periodo sedimentario, por lo que representan un reajuste de masas producto de la variación de las condiciones de equilibrio. Están condicionadas por la intensidad, dirección, sentido y energía de los procesos que los originan.

Los factores que controlan la geometría y dimensiones de los abanicos aluviales son:

  • La litología,
  • Tipo de superficie,
  • Pendientes principales,
  • Cobertura vegetal,
  • Gradiente del canal principal suministrador de detritus,
  • Tipo y calidad de las descargas acuosas,
  • Régimen climático,
  • Movimientos tectónicos y
  • Forma de la cuenca.

El área ocupada por el abanico es directamente proporcional a la cuenca de drenaje, dependiendo del clima y de la litología. Materiales de arrastre gruesos producen abanicos más inclinados y de menor tamaño.

Al incrementarse la descarga proveniente de el área fuente, se produce un decrecimiento de la pendiente del abanico. La pendiente general varía entre 5° y 10° en la zona de la cabecera y de 1° a 2° en el pie.

En la imagen a continuación puede apreciarse el abanico aluvial conformado por acción del hombre una vez se realizó la canalización de QEP y relleno lateral en la glorieta Expoferias:

  

Anteriormente la vaguada de QEP fluía hacia el río Chinchiná al sur (parte superior de la fotografía) contando con un área de descarga aguas abajo del "barrio Chachafrutos" (ocupación antrópica), este canal de desagüe fue retrocediendo a medida que se ampliaba la infraestructura complementaria a las urbanizaciones adelantadas (la Avenida Alberto Mendoza y principalmente la glorieta Expoferias) hasta ubicarse en la actualidad en la región de los puentes.

En las siguientes imagenes se aprecia la construcción de un canal de sección rectangular (y amplitud de aproximadamente 12 mts) sobre QEP, bajo los puentes que conforman la glorieta Expoferias (durante el primer semestre de 2010) y que antecede a una alcantarilla de cajón (box coulvert) en concreto reforzado, confinada por un relleno adyacente a la plazoleta de Expoferias, de unos 10 mts de altura aproximada:



En temporada con régimen de lluvias medio, el cauce demuestra una pequeña lámina de agua, tal y como se observa en la fotografía inferior. Por tratarse de un torrente, en época de lluvias intensas, la pequeña cuenca, por su elevada pendiente y cobertura vegetal baja, exhibe tiempos de concentración muy cortos, incrementando rápidamente la altura de la lámina de agua, su velocidad y potencial de socavación.

El relleno sobre la alcantarilla de cajón actúa como una presa de sedimentos arrastrados por el caudal sólido, que es incapaz de ser conducido a través de la conducción cerrada debido a sus características hidráulicas y estructurales (baja pendiente y sección).

Este comportamiento natural del proceso de equilibrio del nivel base, señala la manera de ejercer control al torrente durante avenidas, tal y como se ha utilizado con resultados positivos en otros torrentes cercanos y de características similares a QEP, como el de la quebrada El Silencio (barrio Minitas) y que se muestra a continuación, consistente en una barrera en gaviones de 12 mts de altura aproximadamente:



Ésta imagen corresponde a una presa en gaviones, de retención de sedimentos (material aluvial transportado por el cauce) provenientes de la erosión de las riberas y arrastre aguas abajo.

La presa recibe en su cara aguas arriba los sedimentos, reduce la velocidad e impacto del caudal e impide que sean arrastrados aguas abajo en forma de avenidas durante lluvias intensas como ha venido ocurriendo periódicamente el QEP.

De acuerdo a los resultados de un levantamiento topográfico detallado del perfil longitudinal (altimétrico) del cauce, y conforme al estudio de un modelo de las condiciones hidráulicas e hidrológicas de la cuenca de QEP, puede llegar a obtenerse una propuesta de construcción de una serie de presas o diques de retención de sedimentos, formando escalones (caídas sucesivas) a lo largo de la quebrada, con el objeto de reducir la energía del caudal y de controlar las avalanchas (avenidas) hacia el sector de Expoferias, como se muestra en el esquema a continuación:


La nueva morfología resultante (topografía en forma de abanicos o valles) sobre el cauce responde a un perfil estable diseñado de acuerdo a las características geotécnicas de los sitios de emplazamiento de los diques de retención y de su altura.

La velocidad de llenado del área disponible (cara aguas arriba del dique) responderá a la capacidad de arrastre de sedimentos del cauce y puede tardar varios meses (o eventualmente con una sola avenida torrencial como la del 28 de octubre de 2010 será suficiente) para ocupar completamente su capacidad, cuando se pretende ser ocupado por material proveniente del mismo drenaje.

También puede efectuarse un relleno controlado mediante el acarreo (transporte) de material seleccionado posteriormente compactado, pero requiere de vías de acceso en buenas condiciones.

Si el diseño indica que se permitirá el llenado modo natural, este es en general lento, y cualquiera que sea el método de ocupación, se requiere de medidas de drenaje subterráneas complementarias para consolidar el material depositado. Durante el proceso de llenado tienden a generarse estanques o lagos (ya que el material depositado es fino y tiende a impermeabilizar el fondo) que requieren cerramiento particular y demarcación de seguridad industrial para evitar accidentes derivados del acceso de la comunidad.

El proceso constructivo es, al igual que la velocidad de llenado, lento, por cuanto debe efectuarse en sentido de abajo hacia arriba e ir avanzando de forma gradual.

Para las condiciones conurbanas de la Quebrada El Perro y sus afluentes, en la zona del sector de Expoferias, de acuerdo a las observaciones de comportamiento de los fenómenos ocurridos durante los últimos 2 años y de las características de la cuenca, el procedimiento de mitigación del impacto de las avenidas torrenciales más aconsejable, es diseñar y construir un sistema de diques de retención de sedimentos (del cual se ha venido hablando que ya se encuentra en ejecución) para obtener un perfil de compensación de estabilidad de las márgenes del cauce.

Para obtener efectos positivos a corto plazo, deberá utilizarse el llenado controlado antes descrito y así, agilizar el proceso de construcción de los diques posteriores hacia la cabecera de la cuenca para recuperar la estabilidad de las laderas situadas en la parte alta a medida que se controle el potencial de socavación del cauce en este sector (ver Geología y Clima).

Los diques de retención deberán ser complementados con medidas de bioingeniería que incrementen la altura de la vegetación rastrera (pastos) sobre las márgenes de la cabecera, a una de altura tipo rastrojo (liviana y densa). En la parte media y baja del tramo de cauce entre el Cerro de Oro y Expoferias (donde la energía es mayor), deberán utilizarse árboles de porte medio a alto que contribuyan a densificar la cubierta del terreno (efecto sombrilla) y reducir el impacto de sedimentos arrastrados.

Los costos de inversión en los que se incurre a mediano plazo al realizar este tipo de obras son recobrados en corto plazo ya que el periodo de retorno de 2 años en la ocurrencia del evento, implica disponer de recursos financieros permanentes para la recuperación, monitoreo y mantenimiento de la infraestructura.

El eje lineal de tratamiento puede convertirse en un área de protección ambiental y ecoturística mediante la creación de un parque ecológico demostrativo con recorridos con visitas guiadas y monitoreo permanente al comportamiento de las obras.

De acuerdo a lo antes mencionado respecto de la construcción en la actualidad de un dique de retención, es importante que la Alcaldía municipal informe a la comunidad sobre el alcance y costos de éste proyecto para incentivar sentimiento de pertenencia alrededor de ésta importante solución.

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