GSI (1) - Quebrada El Perro (4) - Suelos de Origen Volcánico

Los suelos que cubren la paleotopografía del área de Manizales provienen de la actividad volcánica de la región (complejo volcánico Ruiz-Tolima en la imagen a continuación).

Panorámica Nevado del Tolima y Parque Los Nevados.

Vista del Volcán Arenas en actividad y del Nevado del Ruiz

En su intervención "DEPÓSITOS DE ORIGEN VOLCÁNICO ASOCIADOS A LOS MOVIMIENTOS EN MASA DE LA CIUDAD DE MANIZALES" durante el FORO SOBRE GESTIÓN DEL RIESGO POR INESTABILIDAD DE TERRENOS EN MANIZALES realizado en Manizales agosto de 2009, Ricardo A. Méndez, coordinador del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Manizales; con referencia al origen de los suelos volcánicos incluye las siguientes imágenes de la erupción de septiembre 1 de 1989:

La intensa actividad volcánica reciente, en especial la del volcán Cerrobravo ha generado la siguiente secuencia típica de depósitos de caída piroclástica en la ciudad de Manizales, en presentación de Ricardo Méndez:

En la columna de la secuencia piroclástica de ésta última imagen se distinguen los materiales depositados como consecuencia de los eventos volcánicos del volcán Cerro Bravo (CB) de los Paleo Suelos (PS), y adicionalmente, se pueden diferenciar las permeabilidades de los estratos entre Alta (PA) e Intermedia (PI).

El diámetro de los piroclástos generalmente decrece de forma exponencial al incrementarse la distancia al volcán. Además, el rango de diámetros de partículas también disminuye en la dirección a favor del viento del volcán (siendo cada vez menor):

En mi trabajo de investigación dirigido para aspirar a título de Especialista en Geotecnia titulado "CARACTERIZACION GEOTECNICA DE LAS CENIZAS VOLCANICAS EN ALGUNOS SECTORES DE LA CIUDAD DE MANIZALES" (Santiago Osorio. UNAL Sede Manizales. 1996) se describen los distintos sub estratos que conforman los depósitos de suelos derivados de caída de piroclastos (Qcp):

En la anterior imagen de identificación de la secuencia piroclástica, se pueden fácilmente observar estas capas de arenas (color gris), limos (paleo suelos) y lapilli (CB2 a CB4).

Además, Ricardo Méndez presenta una importante clasificación de los piroclástos de acuerdo a su diámetro de partícula:

Respecto de la estabilidad de laderas de los depósitos de suelos volcánicos, Gonzalo y Eugenio Duque Escobar, y Otros Autores, exponen en "VULNERABILIDAD DE CONDUCCIONES EN LADERAS DE LA CUENCA MEDIA DEL RÍO CHINCHINÁ", AGUAS DE MANIZALES & INGESAM LTDA. Manizales, septiembre de 2006:

Las Cenizas Volcánicas -tefras y tobas de la cobertura-, ofrecen estabilidad a las laderas, salvo cuando su basamento falla o cuando se les expone a factores de erosión por sobrepastoreo, caminos de arriería y entrega deficiente de aguas desde las vías o concentración de escorrentías.

Estos fragmentos piroclásticos eruptivos que suavizan la topografía al depositarse en capas que siguen las irregularidades y ondulaciones del terreno, y le dan un especial aspecto aterciopelado cuando las laderas son pasturas, con las eventuales irregularidades, escarpes o rizos que muestren, sirven en el diagnóstico de las áreas erosionadas y las zonas inestables.

Para las conducciones, las capas de cenizas en laderas de fuerte pendiente son más delgadas y susceptibles a deslizamientos por lluvias, cuando ha avanzado el invierno.

En adición, estos depósitos de suelos volcánicos permiten cortes con elevados ángulos de talud, estables en corto plazo pero a mediano plazo van reduciendo sus características de resistencia y requieren medidas de manejo de aguas y eventualmente de confinamiento.

En el caso de la Quebrada El Perro QEP, debido a la dinámica torrencial de socavación del drenaje en la cabecera, se va generando perdida de material en la base del estrato volcánico (basamento), es decir, pérdida de soporte y así se va desencadenando un proceso remontante de movimiento en masa.

Las propiedades geotécnicas promedio de los suelos volcánicos se presentan en la tabla a continuación:

Fuente: CARACTERIZACION GEOTECNICA DE LAS CENIZAS VOLCANICAS EN ALGUNOS SECTORES DE LA CIUDAD DE MANIZALES. Santiago Osorio. UNAL Sede Manizales. 1996.

En inmediaciones de la cabecera de QEP, sector del barrio La Sultana, la Formación Quebradagrande se observa de la siguiente forma (en VULNERABILIDAD DE CONDUCCIONES EN LADERAS DE LA CUENCA MEDIA DEL RÍO CHINCHINÁ. Gonzalo y Eugenio Duque Escobar, y Otros Autores. AGUAS DE MANIZALES & INGESAM LTDA. Manizales, septiembre de 2006.):

En el mismo trabajo se describen las propiedades geotécnicas del suelo residual de la Formación Quebradagrande, así:

Y desde el punto de vista geológico se afirma que el Complejo Quebradagrande es el basamento de Manizales y está compuesto por dos miembros: el miembro metasedimentario y el de origen volcánico.

El miembro metasedimentario presenta propiedades geomorfológicas y geotécnicas de un doble carácter, las afines a las sedimentitas y las propias de las metamorfitas de bajo grado. Por la vía sedimentaria, los estratos de este primer miembro presentan fuerte inclinación, plegamiento y fracturamiento. Los contactos estratigráficos de limolitas, arcillolitas y lutitas, son difícilmente identificables. Esta unidad metasedimentaria presenta capas plásticas como las tres anteriores, que son las predominantes, y otras rígidas como los chert y algunas lutitas de composición silícea. Además, entre estas capas aparecen otras rápidamente alterables de composición carbonosa, y unas más de características frágiles: las de cuarzo lechoso asociado a magmatismo residual. La permeabilidad de la unidad sedimentaria varía localmente y está condicionada por la porosidad secundaria.

El otro componente del Complejo Quebradagrande, el miembro de origen volcánico, está constituido por lavas básicas de ambiente oceánico. Estas lavas afloran en el cauce de la Quebrada Olivares y en la vía a Neira, y sus propiedades son las mejores cuando el macizo está sano como en el primer caso; pero en zonas con tectonismo se afecta notablemente tal como se observa en la cantera de la salida a Neira, ubicada pocos km abajo del viejo Puente Olivares.

Para la Formación Quebradagrande, Gonzalo y Eugenio Duque Escobar, en su presentación "GEOMECÁNICA DE LAS LADERAS DE MANIZALES" expuesta en el FORO SOBRE GESTIÓN DEL RIESGO POR INESTABILIDAD DE TERRENOS EN MANIZALES realizado en Manizales agosto de 2009, brindan la siguiente calificación:

• RQD = 30%
• Q Barton = 0.011
• BIENIAWSKI - CATEGORÍA = 22 – IV (de rango inferior)
• DENOMINACIÓN = Roca de calidad Mala cercana a muy mala

Gonzalo y Eugenio Duque Escobar en "ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA RECUPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA CUENCA DEL RÍO CHINCHINÁ". Aguas de Manizales & INGENIERÍA DE SANEAMIENTO AMBIENTAL – INGESAM. Manizales. 2006; complementan la descripción desde la perspectiva geotécnica, de la Formación Quebradagrande de la siguiente forma:

" ... el metamorfismo aunque bajo le imprime un doble carácter: el de la deformación de la masa rocosa y el de la consecuente alteración mineralógica. Así la roca gana densidad, reduce su porosidad primaria, se folia según la dirección de los esfuerzos y se hace más rígida en una dirección preferencial, la que normalmente se suma a la de los planos de la paleo-estratificación que aún persistan si es que estos coinciden en rumbo y dirección con los primeros. Esto ocurre cuando el metamorfismo ha sido por presión de sepultura y gradiente geotérmico, y no necesariamente por el de las zonas de dislocación tectónica dado que aludimos a rocas vecinas al Sistema de Fallas Romeral. En esta componente del C. Quebradagrande son varias las capas y también las propiedades geotécnicas, dado que entre los factores de plasticidad y rigidez aparece el material parental o protolito. Además, con la profundidad, estas rocas blandas y porosas aumentan su resistencia, si no a causa de la diagénesis, sí por la presión que reduce la porosidad y densifica la masa. También drenar el macizo conduce a un incremento de la resistencia de la roca, parámetro que en las rocas blandas crece en sentido inverso al del contenido de humedad. "

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