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Delimitaci�n de zonas susceptibles a movimientos de ladera, en el cant�n san Juan Bosco � Morona Santiago, mediante el m�todo Mora Vahrson modificado

 

Delimitation of areas susceptible to hillside movements, in the canton of San Juan Bosco - Morona Santiago, using the modified Mora Vahrson method

 

Delimita��o de �reas suscet�veis a movimentos de encosta, no cant�o de San Juan Bosco - Morona Santiago, utilizando o m�todo Mora Vahrson modificado

 

David Isaac Cuenca-Gualan ^I

david.cuencag@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-5712-5256

 

Christian Orlando Camacho-L�pez ^II

christian.camacho@espoch.edu.ec�

https://orcid.org/0000-0003-4876-9583

 

Gregory Guillermo Cuesta-Andrade ^III

gregory.cuesta@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-9308-0593

 

Correspondencia: eortegame@ucvvirtual.edu.pe

Ciencias t�cnicas y aplicadas ��

Art�culos de investigaci�n

 

*Recibido: 18 de junio de 2021 *Aceptado: 15 de julio de 2021 * Publicado: 10 de agosto de 2021

                                I.            Master Universitario en Cambio Global: Recursos Naturales y Sostenibilidad, Ingeniero en Geolog�a y Minas, Formaci�n de Formadores, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

                             II.            Master of Science in Hydrogeological Engineering, Ingeniero en Biotecnolog�a Ambiental, Formaci�n de Formadores, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

                           III.            Magister en Mineralog�a Aplicada a la Geometalurgia, Ingeniero en Petr�leo, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

Resumen

Los movimientos de ladera se los puede definir, seg�n Cruden, como el movimiento de una masa de roca, suelo o derrubios, de una ladera en sentido descendente. Son estas caracter�sticas tanto geol�gicas y geot�cnicas, las que principalmente se han revisado en este estudio para delimitar las zonas susceptibles a fen�menos de remoci�n en masa en el �rea urbana del cant�n San Juan Bosco, generando informaci�n �til que ayude a la toma de decisiones para prevenir desastres naturales. Ya que los procesos constructivos de obras ingenieriles modifican y reducen la estabilidad del terreno, as� como factores naturales como fuertes lluvias que conllevan al aumento de la humedad de los suelos haci�ndolos susceptibles a fen�menos de remoci�n en masa.

El presente art�culo investigativo consiste en la delimitaci�n de zonas susceptibles a movimientos de laderas de la cabecera cantonal de �San Juan Bosco�, provincia Morona Santiago. El m�todo utilizado es el de Mora Vahrson Modificado, en el que se analiza el grado de amenaza, considerando factores condicionantes y desencadenantes de los movimientos de ladera; como resultado obtenemos una zonificaci�n con muy baja susceptibilidad que representa el 2% del �rea de estudio; el grado medio representa el 8%, mientras que el grado moderado est� conformado por el 90% del lugar y est� constituido por sectores con pendientes mayores a los 35� y posibles deslizamientos rotacionales. Se recomienda que los resultados generados en la presente investigaci�n sean considerados como informaci�n base para la planificaci�n y ejecuci�n de obras de ingenier�a en el sector.

Palabras clave: Moviemientos de ladera; ingenier�a; zonas susceptibles.

 

Abstract

Slope movements can be defined, according to Cruden, as the movement of a mass of rock, soil or debris, down a slope. These are both geological and geotechnical characteristics that have been mainly reviewed in this study to delimit the areas susceptible to mass removal phenomena in the urban area of ​​the San Juan Bosco canton, generating useful information that helps decision-making to prevent natural disasters. Since the construction processes of engineering works modify and reduce the stability of the terrain, as well as natural factors such as heavy rains that lead to an increase in the humidity of the soils, making them susceptible to mass removal phenomena.

This investigative article consists of the delimitation of zones susceptible to slopes movements of the cantonal head of �San Juan Bosco�, Morona Santiago province. The method used is that of Mora Vahrson Modified, in which the degree of threat is analyzed, considering conditioning factors and triggers of hillside movements; As a result, we obtain a zoning with very low susceptibility that represents 2% of the study area; the medium grade represents 8%, while the moderate grade is made up of 90% of the site and is made up of sectors with slopes greater than 35 � and possible rotational landslides. It is recommended that the results generated in this research be considered as base information for the planning and execution of engineering works in the sector.

Keywords: Slope movements; engineering; susceptible areas.

 

Resumo

Os movimentos de declive podem ser definidos, de acordo com Cruden, como o movimento de uma massa de rocha, solo ou entulho, descendo uma encosta. Son estas caracter�sticas tanto geol�gicas y geot�cnicas, las que principalmente se han revisado en este estudio para delimitar las zonas susceptibles a fen�menos de remoci�n en masa en el �rea urbana del cant�n San Juan Bosco, generando informaci�n �til que ayude a la toma de decisiones para prevenir desastres naturais. J� os processos construtivos das obras de engenharia modificam e reduzem a estabilidade do terreno, bem como fatores naturais como as fortes chuvas que levam ao aumento da umidade dos solos, tornando-os suscet�veis a fen�menos de remo��o de massa.

Este artigo investigativo consiste na delimita��o de zonas suscet�veis a movimentos de vertente da cabeceira cantonal de �San Juan Bosco�, prov�ncia de Morona Santiago. O m�todo utilizado � o de Mora Vahrson Modificado, no qual � analisado o grau de amea�a, considerando fatores condicionantes e desencadeadores de movimentos de encosta; Como resultado, obtemos um zoneamento com baix�ssima suscetibilidade que representa 2% da �rea de estudo; o grau m�dio representa 8%, enquanto o grau moderado � composto por 90% do local e � composto por setores com declives superiores a 35 � e poss�veis deslizamentos de rota��o. Recomenda-se que os resultados gerados nesta pesquisa sejam considerados como informa��es de base para o planejamento e execu��o de obras de engenharia no setor.

Palavras-chave: Movimentos de inclina��o; Engenharia; �reas suscet�veis.

 

Introducci�n

Los procesos constructivos de obras ingenieriles modifican y reducen la estabilidad del terreno, a esto sumado las condiciones a otros factores como fuertes lluvias conllevan al aumento de la humedad de los suelos haci�ndolos susceptibles a fen�menos de remoci�n en masa, por lo que para sanear esa necesidad de informaci�n t�cnica se realiza un estudio de caracter�sticas y propiedades geol�gico-geot�cnicas del �rea urbana del cant�n San Juan Bosco.

La metodolog�a y t�cnicas empleadas en el presente trabajo consisten en labores de campo y en gabinete. De acuerdo a estos estudios el �rea analizada est� localizada en las estribaciones de la Cordillera Real y de la cordillera del Cutuc�, espec�ficamente en una zona s�smica y tect�nica que geol�gicamente es conocida como zona subandina.

Dentro del �rea estudiada se encuentran las formaciones:

�         Formaci�n Misahuall� (Edad Jur�sico superior � Cret�cico inferior; compuesta de basalto de color gris oscuro a verde oscuro) (Litherland, 1994)

�         Formaci�n Napo (Edad Albiano Inferior a Senoniano; compuesta de calizas grises fosil�feras, lutitas negras, grises, verdes y areniscas) (Litherland, 1994)

�         Formaci�n Upano (Edad Jur�sico superior; compuesta de rocas verdes andes�tica metamorfizadas, esquistos verdes y metagrauvacas intercalados con esquistos pel�ticos y graf�ticos) (Litherland, 1994

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Figura 1: Mapa geol�gico de la regi�n.

Elaborado por:� INEGEMM, modificado por O. Robert, 2019.

 

Metodolog�a aplicada

Con el objetivo de hacer una clasificaci�n de susceptibilidad a los deslizamientos en un �rea o regi�n espec�fica mediante la utilizaci�n de indicadores morfo-din�micos del terreno se maneja el m�todo desarrollado en Costa Rica por Sergio Mora y Wilhelm-Guenther Vahrson en el a�o 1991, que se basa en la interacci�n de informaci�n relacionada con los factores de susceptibilidad (Relieve relativo, Litolog�a, Humedad del suelo), y los factores de disparo (Actividad s�smica y precipitaci�n) (Garc�a Rodriguez, 2009)

De manera general este m�todo se lo expresa a trav�s de la siguiente relaci�n matem�tica:

Donde:

H: Grado de amenaza o susceptibilidad a remociones en masa (deslizamientos).

EP: Producto entre los factores intr�nsecos condicionantes (pasivos)

D: Producto entre los factores extr�nsecos desencadenantes (activos)

As� mismo los elementos intr�nsecos condicionantes como son Relieve Relativo (Sr), Litolog�a (Sl), Humedad del suelo (Sh), y los elementos extr�nsecos desencadenantes de la Sismicidad (Ts) y Precipitaci�n (Tp), son asignados valores o pesos que al remplazarlos en la ecuaci�n se obtiene los rangos de la susceptibilidad (Gonzalez de Vallejo, 2002)

De esta forma resumir�amos que, el c�lculo de los rangos de susceptibilidad son el producto de elementos condicionantes intr�nsecos y la acci�n de los elementos extr�nsecos desencadenantes.

Los valores obtenidos en este estudio son cotejados con las tablas de caracterizaci�n de los factores del m�todo Mora Vahrson Modificado.

 

Desarrollo de geolog�a local

El trabajo de campo se desarroll� de manera sistem�tica mediante el empleo de la cartograf�a base e instrumentaci�n geol�gica, analizando los puntos que muestran mayor informaci�n litol�gica, geomorfol�gica y estructural posible, realizado seguimiento a los causes de los diferentes r�os y quebradas, as� como v�as con taludes actuales. Los afloramientos analizados presentan lutitas y vetillas de calcita, en algunos casos se encuentran macizos, de estos elementos litol�gicos, deformados y fracturados en bloques como producto de fuerzas compresivas.

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Figura 2: Fotograf�a 3 6-Intercalaci�n de estratos de lutita negra, caliza gris y vetillas de calcita.

Elaborado por: O. Robert, 2019

 

Resultados obtenidos

�Geolog�a del �rea de Estudio

Los afloramientos han sido detallados y estudiados a lo largo de la microcuenca del Rio Pan de Az�car, en sus quebradas y r�os que confluyen, como tambi�n se analiz� los taludes de la v�a Troncal Amaz�nica, en el tramo comprendido dentro del �rea en estudio (GAD Municipal de San Juan Bosco, 2016).

La litolog�a del �rea est� comprendida por rocas sedimentarias de edades cret�cicas, en una intercalaci�n de lutita negra (bituminosa) y calizas grises, lutita y caliza negra con fosilices pertenecientes a la Formaci�n Napo (KN-a, KN-b), tambi�n est�n presentes rocas metam�rficas con una serie metam�rfica de pizarras negras, filitas grises y de cuarcita muy fracturada, pertenecientes al Grupo Margajitas (PMzm). Adem�s, se ha localizado dep�sitos cuaternarios como coluviales y coluvio-aluviales con un contenido de bloques y cantos heterog�neos de areniscas cuarzosas subredondeadas, clastos de pizarras englobados en una matriz limo arcillosa. Aluviales depositados actualmente en forma de terrazas medianas por el rio Pan de Az�car, compuesta de rodados de rocas �gneas, sedimentarias, gravas y arenas limosas.�

 

 

Tabla 1: Resumen estratigr�fico del �rea de estudio. (O. Robert, 2019)

 

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Figura 3: Mapa geol�gico del �rea urbana de San Juan Bosco. (O. Robert, 2019)

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Movimientos en masa del �rea

Se ha levantado informaci�n de cuatro deslizamientos de talud en el tramo de la v�a Troncal Amaz�nica dentro del �rea de estudio, logrando identificar y analizar las caracter�sticas que nos ayudaron a su respectiva clasificaci�n.

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Tabla 2: Movimientos en masa levantados en el �rea. (O. Robert, 2019)

 

El mayor factor activador ser�a las fuertes lluvias durante un periodo pronunciado de precipitaci�n, esto ocasiona que las laderas y taludes sean erosionados por la escorrent�a y otro porcentaje se infiltre mediante poros y grietas, mientras que taludes en mejores condiciones de estabilidad empiezan a meteorizarse mediante la infiltraci�n en planos de discontinuidades que ejercen empuje hidr�ulico haciendo que se produzca alg�n tipo movimiento en masa.

En base a la capa de la distribuci�n de los movimientos en masa, se podido correlacionar su ubicaci�n en el mapa de susceptibilidad, tambi�n se ha calculado la superficie afectada de 0.007047 km2 por los movimientos en masa respecto al �rea de estudio.

 

Resultados de ensayos de laboratorio en muestras de suelo

Con un total de ocho muestras tomadas en campo, de las cuales 4 son de puntos donde tenemos movimientos en masa, se han desarrollados ensayos de clasificaci�n de la granulometr�a, humedad natural y de limites Atterberg, de esta forma se ha asignado una clasificaci�n geot�cnica de las muestras de suelo acorde a las normas ASSTHO y SUCS.

 

Tabla 3: Resultados de ensayos a las muestras de suelo y su clasificaci�n. (O. Robert, 2019)

 

Con estos resultados se ha elaborado un mapa (Fig #) de la clasificaci�n geot�cnica de los suelos, conforme se realizaron los ensayos en laboratorio, donde se conocieron las propiedades f�sicas de estos.�

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Figura 4: Mapa de la clasificaci�n de los suelos del �rea de estudio Normas ASSTHO y SUCS. (O. Robert, 2019)

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Mapa de susceptibilidad a fen�menos de remoci�n en masa

La susceptibilidad a fen�menos de remoci�n en masa se ha realizado tomando en cuenta la informaci�n levantada de campo aplicando la metodolog�a Mora Varhson modificada, donde a cada factor se ha asignado un valor o peso que, mediante una serie de geoprocesos entre capas tem�ticas de los factores se obtiene genera el mapa de susceptibilidad a fen�menos de remoci�n en masa. El mapa de susceptibilidad a fen�menos de remoci�n en masa detalla los diferentes grados de vulnerabilidad de las zonas, representados mediante una trama de colores asignados cualitativamente a los valores obtenidos, los grados de vulnerabilidad obtenidos van Muy bajo, Bajo y Moderado.

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Tabla 4: Grados de vulnerabilidad acorde a las clases de susceptibilidad del �rea, (Mora Vahrson Modificada).

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�Conforme a la tabla de susceptibilidad de la metodolog�a y los valores de susceptibilidad obtenidos se analiza estas zonas:

�         Zonas de grado Muy Bajo: Representa sectores de condiciones favorables y estables, con pendientes de los 0 a 20 grados, estas zonas corresponden a llanuras de inundaci�n, dep�sitos y terrazas aluviales. En estas zonas el agente desestabilizador es la erosi�n de taludes provocando ca�da o desplome de rocas y deslizamientos de tierra en las m�rgenes del r�o Pan de Az�car y quebradas.

�         Zonas de grado Bajo: Estas zonas est�n representadas por sectores estables pendientes medias de 20 a 35 grados, se localizan coluviales y coluvios aluviales, pudi�ndose generar deslizamientos rotacionales en suelo saturado por intensas lluvias, al igual la erosi�n puede generas flujos de detritos y lodos, en estas zonas son indispensables medias correctivas menores.

�         Zonas de grado Moderado: Abarca en su� mayor�a el �rea estudiada, representa sectores con pendientes mayores a los 35 grados, en esta se han localizado movimientos en masa como deslizamientos rotacionales, ca�das de roca y suelo en taludes de la Troncal Amaz�nica, la litolog�a comprende rocas metam�rficas alteradas estructuralmente que se vuelven poco competentes y vulnerables a agentes externos como lluvias y sismos, estos sectores requieren medidas correctivas al momento de establecer alguna obra civil.

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Figura 5: Mapa de susceptibilidad a fen�menos de remoci�n en masa del �rea urbana de San Juan Bosco. (O. Robert, 2019)

 

Tabla 5: Distribuci�n de las zonas de susceptible del �rea estudiada. (O. Robert, 2019)

Figura 6: Grafico de la distribuci�n porcentual de los grados de susceptibilidad. (O. Robert, 2019)

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Conclusiones

Se han identificado las zonas susceptibles a fen�menos de remoci�n en masa en la cabecera cantonal de �San Juan Bosco�, utilizando la metodolog�a Mora Varhson modificado, analizando los factores condicionantes y desencadenantes, entre ellos la litolog�a, relieve, humedad, precipitaci�n y sismicidad.

Se ha elaborado un mapa geol�gico de car�cter local, basado en las caracter�sticas y propiedades geol�gicas del �rea de estudio, describiendo las unidades litol�gicas conformadas generalmente por rocas sedimentarias como calizas grises y negras con contenido de f�siles pertenecientes a la Formaci�n Napo, as� como, rocas metam�rficas como filitas calc�reas, pizarras negras y cuarcitas bandeadas.

Adem�s, se han generado fichas t�cnicas para identificar las causas y el tipo de movimiento de remoci�n en masa, as� como la clasificaci�n geot�cnica de los suelos del lugar, basado en las Normas ASSTHO-SUCS, granulometr�a, humedad natural y l�mites Atterberg del suelo, identificando que la mayor�a del �rea de estudio son de car�cter arcilloso de baja plasticidad, mientras que ciertas �reas corresponden a limo de baja y alta plasticidad.

Finalmente, se clasific� al �rea de estudio en tres zonas basado en su grado de susceptibilidad, el grado con muy baja susceptibilidad representa el 2% del �rea de estudio y corresponde a sectores de condiciones favorables y estables, el grado medio representa el 8% del �rea y se compone de zonas estables con pendientes medias de 20 a 35 grados con posibles deslizamientos rotacionales, mientras que el grado moderado est� conformado por el 90% del lugar y est� constituido por sectores con pendientes mayores a los 35 grados y posibles deslizamientos rotacionales, ca�das de roca y suelo en taludes, que requieren medidas correctivas al momento de establecer alguna obra civil.

 

Referencias

1.                  Cruden, D. M. (1996). Landslide Types and Processes. USGS Science for changing world, 3.

2.                  GAD Municipal de San Juan Bosco. (2016). Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial 2018. En G. M. Bosco. Cuenca.

3.                  Garc�a Rodriguez, M. (2009). Obtenido de www.academia.edu: https://html2-f.scribdassets.com/8uclyztvsw58nbjw/images/1-0a4e6876cc.jpg

4.                  �Gonzalez de Vallejo, L., Ferrer Gij�n, M., Ortu�o Abad, L., & Oteo Mazo, C. (2002). Ingenier�a Geol�gica. Madrid: Pearson Educaci�n S.A.

5.                  Ort�z Altamirano, R (2020). �Estudio geol�gico y geot�cnico para delimitar zonas susceptibles a fen�menos de remoci�n en masa, en el �rea urbana del cant�n san Juan Bosco�

6.                  Litherland. (1994). The Metamorphic Belts of Ecuador. Nottingham: Overseas Momoir of The Brithish Geological Survey.

 

 

 

� 2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/)