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miércoles, 10 de noviembre de 2010

GSI (1) - Quebrada El Perro (3) - Geología y Clima

La ciudad de Manizales está localizada a 5°04' de latitud norte y 75°31' de longitud oeste, con coordenadas X: 1043000 - 1063000, Y: 823000 - 862000; ocupando un área urbana aproximada de 13.7 km². La altitud media es de 2216 msnm; la temperatura media es de 17°C, con una humedad relativa media del 78% y una población aproximada de 360.000 habitantes aproximadamente (a 2010). La lluvia media anual varía entre 1500 - 2500 mm.


Manizales se localiza en las estribaciones de la cordillera central siendo atravesada y rodeada por un denso sistema de fallas que ejercen un control estructural caracterizado por profundas disecciones de los cauces circundantes y pendientes muy fuertes, en cercanías a un conjunto de volcanes activos e inactivos, Complejo Volcánico Ruiz - Tolima; cuyas erupciones han ido componiendo y modelando la superficie. En consecuencia, la geología es compleja y la topografía abrupta.



La geología de Manizales y un corte geológico que incluye a QEP (a la derecha de la imagen) realizado por Naranjo y Ríos (en NARANJO, J.L., RIOS, P.A. 1989. Geología de Manizales y sus alrededores y su influencia en los riesgos geológicos. Revista Universidad de Caldas. Vol 10 Nos. 1-3 Ene Dic 1989. 113 p. Manizales.) se presentan a continuación:



Como se aprecia en este último corte geológico idealizado por Naranjo y Ríos, la Quebrada El Perro (QEP) se ubica sobre dos unidades geológicas diferentes, Kqd (color verde en mapa geológico) suprayacido por Qcp (color gris en mapa geológico), donde:

Kqd - Complejo Quebradagrande: Unidad Cretácica constituida por dos miembros: uno volcánico y otro metasedimentario. El primero de lavas basálticas y el segundo de areniscas líticas, brechas sedimentarias, conglomerados polimícticos con clastos volcánicos, además cuarzo lechoso, fragmentos de anfibolitas, chert, lutitas, lentes de calizas y grauvacas. Todo el paquete con fuerte buzamiento. Desde la óptica de la estabilidad es necesario subrayar la presencia en el segundo miembro, de rocas carbonosas altamente susceptibles a alteración, por meteorización.

Qcp - Depósitos de Caída de Piroclástos: Comprenden dos unidades cuaternarias de piroclastos: la más antigua, es una capa de tobas volcánicas afectadas por la última glaciación, que debido a procesos diagenéticos ha modificado sus rasgos estructurales y texturales. La segunda, son tefras (proveniente del término tuff) donde alternan lapilli, arena volcánica y ceniza; permeables y que facilitan la infiltración, y que en su base encuentran a diferentes profundidades y como contraste de permeabilidad, la matriz arcillolimosa de Casabianca en el área de Manizales. La presencia de las tefras le da al relieve de las laderas no intervenidas y estables, una textura aterciopelada, ondulada y suave, la misma que se constituye en poderosa herramienta para la interpretación y diagnóstico de las zonas inestables, y por lo tanto para identificar procesos erosivos, movimientos en masa y actividad neotectónica.

Descripción de Gonzalo y Eugenio Duque Escobar, y Otros Autores en "VULNERABILIDAD DE CONDUCCIONES EN LADERAS DE LA CUENCA MEDIA DEL RÍO CHINCHINÁ".

En la siguiente imagen tomada de Google Maps, puede apreciarse el suavizado al relieve que le confieren los depósitos Qcp en el área de QEP:


A nivel de procesos erosivos, QEP presenta pendientes superiores a los 30° y grandes procesos erosivos como reptación, asentamientos, carcavamiento, socavamiento de orillas y deslizamientos traslacionales.

Se observan también la imagen anterior, las geoformas asociadas a la Falla El Perro, que cruzan la ciudad conformando escarpes de falla, laderas y colinas erosionables; además, presentan grandes movimientos de masa, en su mayoría afectando la cubierta piroclástica.

En su trabajo de investigación para optar a título de ingeniero civil, Jaime Maldonado M.("EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE ALGUNAS OBRAS DE CONTROL DE LA EROSIÓN EN EL MUNICIPIO DE MANIZALES REALIZADAS POR CORPOCALDAS". UNAL Sede Manizales. 1997) describe la Geología Estructural de QEP, con base en estudios y mapa geológico propuesto por Naranjo y Ríos (1989):

  • Predomina el miembro sedimentario de la formación Quebradagrande con un rumbo N 10° W y N 10° E, para la estratificación y foliación de la roca, conformando una estructura inclinada hacia el E a manera monoclinal, con pequeños pliegues apretados, localizados cerca de las zonas de falla.
  • Las fallas son estructuras longitudinales con predominio hacia el N y oblicuas menores de dirección NW - NE.
  • La principal falla reconocida que afecta el área de QEP es la Falla El Perro con sentido S - N y que atraviesa el sector Bosque Popular - Cerro de Oro.

La Falla El Perro reportada por Naranjo y Ríos (1989) atraviesa el extremo Oriental de la ciudad de Manizales, controlando linealmente el cauce de la quebrada El Perro, con dirección N-S; continúa hacia el Norte atravesando los barrios La Sultana, Minitas y La Cumbre, donde su expresión geomorfológica es evidenciada por un grupo de silletas y facetas triangulares alineadas.

En el sector N-E del barrio La Sultana, Jaime Guzmán (1991), pudo verificar la actividad neotectónica de la falla, al afectar cenizas de la sección superior de los depósitos de caída piroclástica, encontrando un plano de falla N-S/60W con estrías orientadas S55W y desplazamientos menores a los 5 cms. (Betancourth et.al., 1998).

En su tesis "Vulnerabilidad y riesgo sísmico de edificios. Aplicación a entornos urbanos en zonas de amenaza alta y moderada." (Universitat Politècnica de Catalunya. 2003), Ricardo L. Bonett D. indica que los sismos ocurridos en la región provienen de fuentes de carácter variable, donde se destacan los originados por la actividad de subducción del Pacífico (que ha producido los mayores daños, con intensidad VII o superior, magnitud 5.5 a 7.5 Ms, frecuencia media de 13 años, y profundidad media de 70 a 180 km) y fallas activas de corteza de Cordillera (sismos superficiales asociados a fuentes sismogénicas locales generando daños en vecindad del epicentro).

Los principales sismos ocurridos en la región son:

FUENTE: CIMOC Y CEDERI (2002) . Microzonificación Sísmica de la Ciudad de Manizales. Universidad de los Andes. Bogotá.

Indica además el ingeniero Bonett que, para el caso de la ciudad de Manizales (incluida dentro de zona de riesgo sísmico ALTO según la NSR-10), las fuentes que generan mayor amenaza sísmica son de 2 tipos: el primero se debe a fuentes cercanas, como es el caso de la falla Romeral, cuyo trazo apenas pasa a pocos kilómetros de la ciudad y la cual ha sido generadora de eventos como el de Popayán en 1983 y Armenia en 1999. El segundo tipo se debe a fuentes con distancias intermedias pero con gran capacidad de liberación de energía, como es el caso de la zona de subducción. Estas fuentes se ubican al W de la ciudad.

En el documento de DIAGNÓSTICO INTEGRAL DEL TERRITORIO - ÁREA URBANA del
PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL DE MANIZALES, se indica que la Falla El Perro posee un tramo probable activo de 20 Km y puede llegar a generar eventos sísmicos de magnitud probable 6.0.

La siguiente imagen representa las isoyetas medias anuales multianuales para la ciudad de Manizales, de acuerdo a lo presentado por los profesores de UNAL Sede Manizales: Jorge Julián Vélez Upegui, Blanca Adriana Botero Hernández y Fernando Mejía Fernández; en el FORO “GESTIÓN DEL RIESGO POR INESTABILIDAD DE TERRENOS EN MANIZALES” (agosto de 2009).


El comportamiento de la principales variables climáticas en Manizales es:


El 28 de octubre de 2010, fecha del evento más reciente de avenida torrencial en QEP, las estaciones meteorológicas circundantes: Niza, Recinto y Yarumos presentaron su máximo valor mensual (celda en color azul):


Las celdas en color amarillo indican alerta naranja, para lluvias mensuales acumuladas superiores a 200 mm y las anaranjadas alerta naranja, para acumulaciones superiores a 300 mm.


En su trabajo "EVALUACIÓN HOLÍSTICA DE RIESGOS FRENTE A MOVIMIENTOS EN MASA EN ÁREAS URBANAS ANDINAS. UNA PROPUESTA METODOLÓGICA" (Universidad Politécnica de Cataluña. 2007), el Dr. Juan P. Londoño afirma que una evaluación detallada de los umbrales que establecen el límite sobre el cual la precipitación caída generaría deslizamientos, es difícil e implica precisión en los datos de ocurrencia de deslizamientos y series históricas amplias de precipitación en diferentes sectores de la ciudad.

Para la ciudad de Manizales este tipo de información apenas comienza a levantarse. Se tienen desde el año 2003 unas series de datos de precipitación con suficiente resolución – registros de lluvia cada 5 minutos –, por un lado, y de otra parte, se conocen las fechas en las cuales han ocurrido numerosos eventos de deslizamientos detonados por lluvias en la ciudad para el mismo año. Con esta información es posible lograr de manera preliminar algunos acercamientos a las tendencias que pudieran describir la dinámica lluvias – deslizamientos, las cuales deberán ser corroboradas por futuros estudios.

Se ha hecho un análisis preliminar con la distribución temporal de la lluvia diaria y la lluvia antecedente para diferentes períodos de tiempo: 3 días, exponencial de 3 días, 5 días, 7 días, exponencial de 7 días, exponencial de 15 días, 25 días, exponencial de 30 días, desde el 01 de enero de 2003 hasta el 30 de septiembre de 2005. Para ese período de tiempo se conoce la cantidad de deslizamientos presentados en la ciudad y las fechas correspondientes (Marzo, Octubre y Diciembre de 2003).

De la simple inspección de los gráficos elaborados resulta evidente que para la ciudad, con los datos disponibles, el valor que más parece apropiado como relación entre lluvia y deslizamientos es el de lluvia antecedente de 3 días. Es evidente que cuando este valor supera los 100 milímetros, se presentan eventos de movimientos en masa extraordinarios.

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