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Caracterizaci�n geol�gica-geot�cnica que condicionan los hundimientos en el sector que comprende: la comunidad ind�gena Gunudel - Gulagpamba ubicada en la zona este de la parroquia Saraguro, cant�n Saraguro, provincia de Loja

 

Geological-geotechnical characterization that determines the subsidence in the sector that includes: the Gunudel - Gulagpamba indigenous community located in the eastern zone of the Saraguro parish, Saraguro canton, Loja province

 

Caracteriza��o geol�gico-geot�cnica que determina a subsid�ncia no setor que inclui: a comunidade ind�gena Gunudel - Gulagpamba localizada na zona leste da freguesia de Saraguro, cant�o de Saraguro, prov�ncia de Loja

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: byronruedazapata@hotmail.com

 

Ciencias T�cnica y Aplicadas ���

Art�culo de Investigaci�n �

* Recibido: 23 de marzo de 2023 *Aceptado: 12 de abril de 2023 * Publicado: �17 de mayo de 2023

 

1. Egresado de la Universidad Nacional de Loja, Ecuador.
2. Ingeniero de minas, Docente de la carrera de Minas, Universidad Nacional de Loja, Ecuador.
3. Ingeniero en Minas, M�ster en Metalurgia, Docente de la carrera de Minas, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Ecuador.�������
4. Docente de la carrera de Minas, Universidad Nacional de Loja, Ecuador.
5. Docente de la carrera de Minas, Universidad Nacional de Loja, Ecuador.
6. Ingeniero en Agroindustrias, Docente de las carreras: Ingenier�a en Zootecnia y Ambiental, Escuela Polit�cnica Superior de Chimborazo, Ecuador.
7. Ingeniero Mec�nico, Docente de la carrera de Tecnolog�a Superior en Mec�nica Industrial, �Instituto Superior Tecnol�gico Carlos Cisneros�, Ecuador.

Resumen

El presente trabajo de investigaci�n con el objetivo de determinar las caracter�sticas geol�gicas � geot�cnicas, condicionantes del hundimiento en estudio y la delimitaci�n de zonas mediante sus caracter�sticas geot�cnicas del �rea sobre el cual est� asentada la comunidad. Se inici� con el levantamiento topogr�fico a detalle, el mismo que fue usado como base para la delimitaci�n de la litolog�a realizada por el m�todo de mapeo por afloramientos el cual fue complementado mediante la elaboraci�n de calicatas geol�gicas, determinando as� tres unidades en el �rea de estudio, esto permiti� tambi�n establecer puntos estrat�gicos para ubicar las calicatas geot�cnicas para muestras inalteradas y los ensayos de penetraci�n est�ndar, y realizar las respectivas pruebas de laboratorio de acuerdo a las normas ASTM D 1586 como son: contenido de humedad, l�mite de Atterberg, clasificaci�n de suelos, granulometr�a y para el ensayo de corte directo la norma ASTM D 420, con los resultados obtenidos se determin� cuatro condicionantes del hundimiento: la topograf�a y pendientes, la geolog�a, el uso de suelo y la presencia de agua o filtraciones de agua. Asi mismo de acuerdo a las caracter�sticas geot�cnicas se delimito las zonas geot�cnicas, por su caracter�stica f�sica que se la realiz� por la clasificaci�n de suelos por el m�todo de SUCS y para la caracter�stica mec�nica por la �nica propiedad mec�nica que es la capacidad admisible del suelo que de igual forma se obtuvo cinco zonas.

Palabras Clave: geot�cnica; clasificaci�n S.U.C.S; capacidad admisible; zonificaci�n geot�cnica; hundimiento; condicionantes.

 

Abstract

The present research work with the objective of determining the geological - geotechnical characteristics, conditions of the subsidence under study and the delimitation of zones through their geotechnical characteristics of the area on which the community is based. It began with the detailed topographic survey, which was used as a basis for the delimitation of the lithology carried out by the outcrop mapping method, which was complemented by the development of geological test pits, thus determining three units in the study area. This also made it possible to establish strategic points to locate the geotechnical test pits for undisturbed samples and the standard penetration tests, and to carry out the respective laboratory tests according to the ASTM D 1586 standards, such as: moisture content, Atterberg limit, classification of soils, granulometry and for the direct shear test the ASTM D 420 standard, with the results obtained four determinants of subsidence were determined: topography and slopes, geology, land use and the presence of water or water seepage. Likewise, according to the geotechnical characteristics, the geotechnical zones were delimited, for their physical characteristic that was carried out by the classification of soils by the SUCS method and for the mechanical characteristic by the only mechanical property that is the admissible capacity of the soil that In the same way, five zones were obtained.

Keywords: geotechnical; S.U.C.S classification; allowable capacity; geotechnical zoning; sinking; conditions.

 

Resumo

O presente trabalho de pesquisa tem como objetivo determinar as caracter�sticas geol�gico-geot�cnicas, condi��es da subsid�ncia em estudo e a delimita��o de zonas atrav�s de suas caracter�sticas geot�cnicas da �rea em que a comunidade est� assentada. Iniciou-se com o levantamento topogr�fico detalhado, que serviu de base � delimita��o da litologia efectuada pelo m�todo de cartografia de afloramentos, que foi complementado com o desenvolvimento de sondagens geol�gicas, determinando assim tr�s unidades na �rea de estudo. possibilitou estabelecer pontos estrat�gicos para localizar as cavas geot�cnicas para amostras indeformadas e os testes de penetra��o padr�o, e realizar os respectivos testes de laborat�rio de acordo com as normas ASTM D 1586, tais como: teor de umidade, limite de Atterberg, classifica��o de solos , granulometria e para o teste de cisalhamento direto a norma ASTM D 420, com os resultados obtidos foram determinados quatro determinantes de subsid�ncia: topografia e declividades, geologia, uso do solo e presen�a de �gua ou infiltra��o de �gua. Da mesma forma, de acordo com as caracter�sticas geot�cnicas, foram delimitadas as zonas geot�cnicas, pela sua caracter�stica f�sica que foi realizada pela classifica��o dos solos pelo m�todo SUCS e pela caracter�stica mec�nica pela �nica propriedade mec�nica que � a capacidade admiss�vel do solo que Da mesma forma, cinco zonas foram obtidas.

Palavras-chave: geot�cnico; classifica��o S.U.C.S; capacidade permitida; zoneamento geot�cnico; afundando; condi��es.

 

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Introducci�n

La mala planificaci�n y el crecimiento r�pido de la poblaci�n ha generado un r�pido desarrollo de la comunidad Gunudel-Gulagpamba causando el incremento de asentamientos sobre suelos incapaces de soportar infraestructuras, siendo estos propensos a impactos de eventos geol�gicos de origen natural o antr�pico.

Seg�n El Gobierno Aut�nomo Descentralizado Municipal Intercultural Del Cant�n Saraguro, desde el a�o 2000 al 2019, se ha registrado 240 ocurrencias de desastres, que afectaron a 6.641 personas y causaron una p�rdida de 832 hect�reas de cultivos y vegetaci�n nativa.

As�, surge la necesidad de elaborar el presente proyecto investigativo denominado �Caracterizaci�n Geol�gica-Geot�cnica que condicionan los hundimientos en el sector que comprende: La Comunidad Ind�gena Gunudel � Gulagpamba ubicada en la zona Este de la parroquia Saraguro, cant�n Saraguro, Provincia de Loja�, el cual est� encaminado a brindar informaci�n de los problemas que se generaran en los territorios de la comunidad para futuras obras civiles o dem�s usos del suelo, la mismas que presentan condiciones geol�gicas-geot�cnicas y topogr�ficas muy espec�ficas, que se pueden evidenciar a trav�s de la infraestructura actual y puede representar un problema de inestabilidad a futuras obras civiles o proyectos, al igual que las vidas humanas. Los objetivos planteados para el desarrollo del presente proyecto de investigaci�n son:

Objetivo General

Identificar las caracter�sticas geol�gicas-geot�cnicas en el sector que comprende: La Comunidad Ind�gena Gunudel - Gulagpamba ubicada en la zona Este de la parroquia Saraguro, cant�n Saraguro, Provincia de Loja.

Objetivos Espec�ficos

• Realizar el levantamiento topogr�fico y geol�gico del sector que comprende desde: La Comunidad Ind�gena Gunudel - Gulagpamba.
• Evaluar las propiedades f�sico-mec�nicas de los suelos existentes en el sector mediante m�todos directos de exploraci�n.
• Elaborar el mapa de Microzonificaci�n Geot�cnica de la zona de estudio considerando las propiedades f�sico-mec�nicas de los suelos para determinar los condicionantes del hundimiento

 

Materiales y metodolog�a

1. �rea de Estudio

La zona de estudio se encuentra al sur de la regi�n interandina del Ecuador, al este de la Parroquia Saraguro, del Cant�n Saraguro, Provincia de Loja, espec�ficamente en la comunidad Gunudel-Gulagpamba. Limita geogr�ficamente al norte con el Barrio Puente Chico, al este con la Comunidad �amarin, al oeste con la zona central de la parroquia Saraguro y al sur con la Comunidad Las Lagunas. El �rea de estudio comprende un total de 27 Ha.

 

Figura 1: Ubicaci�n del �rea de estudio

Materiales

 

Tabla 1: Materiales Empleados

 

Metodolog�a

a)     Pre-Campo

En esta etapa se recopil� y analiz� toda la informaci�n necesaria sobre el �rea de estudio, con el objetivo de tener una idea general de c�mo se encuentra en la realidad, para su posterior comprobaci�n en campo. Se realiz� la recopilaci�n del material bibliogr�fico y la revisi�n de las normas geot�cnicas.

b)    Metodolog�a para el cumplimiento del Primer Objetivo

-       Levantamiento Topogr�fico: Se inici� con un trabajo de campo para delimitar el �rea con mayor afectaci�n de manera directa por el hundimiento, para lo cual se realiz� el levantamiento topogr�fico del �rea ubicada en el sector este de la parroquia Saraguro mediante el uso de la Estaci�n Total Trimble S3, misma que recolecta puntos tomados de coordenadas UTM, seg�n el sistema geod�sico mundial 1984 (WGS84) en la zona 17 Sur, cubriendo as� la totalidad del terreno d�ndonos un �rea total levantada de 27 Ha. Acabado el trabajo de campo, se gener� un archivo de datos en formato texto (txt), y en oficina se proces� la informaci�n obtenida en 3 dimensiones (X, Y, Z) por medio del programa Excel, posterior a esto se procesaron mediante el programa ForeSight para generar las curvas de nivel a cada metro, finalmente exportando estas curvas al programa ArcGIS 10.5, donde se procedi� a editar y dibujar todas las referencias necesarias que contengan la informaci�n del levantamiento topogr�fico a escala 1:5.000.

-       Levantamiento Geol�gico � Estructural: Se realiz� mediante trabajo de campo, sobre la base de topograf�a realizada a escala 1:5000 y el mapa geol�gico regional, para lo cual se sigui� el m�todo de Mapeo por Afloramientos que consiste en realizar un mapa geol�gico mediante el levantamiento de afloramientos y la correlaci�n de estos con las curvas de nivel (Eduardo Llambias y Horacio Echeveste, 2017, p. 172). Se elabor� el inventario de afloramientos �in situ� a trav�s de una observaci�n directa, tanto en afloramientos de origen natural como antr�picos, as� como las estructuras para finalmente elaborar el mapa geol�gico. Cabe debe destacar que el pol�gono de inter�s al no poseer un gran n�mero de afloramientos, se opt� por la construcci�n de 1 calicata por cada zona carente de informaci�n, cada una con dimensiones de 1 x 1 x 1.5m. Culminando la etapa de campo se inici� el trabajo de oficina, que mediante el uso del Software ArcGIS 10.5 se digitaliz� la geolog�a en formato vectorial generando los respectivos shapefiles, lo que incluye los trabajos de dibujo, los puntos de afloramientos que ayudaran a definir contactos litol�gicos y tambi�n la ubicaci�n de datos estructurales tomados �in situ� los que sirvieron para la obtenci�n del mapa geol�gico local a escala 1:5000.

-       Mapa de Pendientes: Para elaborar el mapa de Pendientes de la zona de estudio a escala 1:5000 se utiliz� el software ArcGIS, haciendo uso de las curvas de nivel ya obtenidas, para lo cual primero se procedi� a la creaci�n de un Modelo TIN (Red de Triangulaci�n Regular), seguidamente se obtuvo un modelo raster o un MDT (Modelo Digital del Terreno) el mismo que tuvo un n�mero de pixeles de 250, luego con la herramienta de an�lisis espacial se procedi� a crear el modelo de pendientes (Slope). Finalmente se obtuvo una clasificaci�n de las pendientes basada en la metodolog�a propuesta por Demek. (1972).

-       Mapa Geomorfol�gico: Para la elaboraci�n del mapa geomorfol�gico a escala 1:5000 del �rea de estudio se consider� la topograf�a, geolog�a, e interpretaci�n en campo y pendientes existentes en el �rea. Para la clasificaci�n de geoformas y el tramado de las mismas se consider� la clasificaci�n propuesta por el Ministerio del Ambiente (2013), de la publicaci�n �Modelo de unidades geomorfol�gicas para la representaci�n cartogr�fica de ecosistemas del Ecuador continental�. Teniendo en cuenta el �rea de estudio, se tom� en consideraci�n la clasificaci�n del Mesorelieve.

c)     Metodolog�a para el cumplimiento del Segundo Objetivo

-       Ensayo de Penetraci�n Est�ndar: La elaboraci�n de los ensayos inici� con un trabajo de campo. En base a la descripci�n previa y la geolog�a del terreno se realiz� 5 Ensayos de Penetraci�n Est�ndar (S.P.T), los mismos que fueron realizados uno por cada unidad lito-estructural existente en la zona de estudio. Cada uno de los SPT�s se los realiz� con una profundidad de 6 m., con su respectiva recuperaci�n de muestras por cada 1 m. explorado, las mismas que se obtuvieron mediante la herramienta secas muestras partido seg�n la Norma - ASTM D 1586, mismos que ser�n necesarios para determinar las propiedades f�sico-mec�nicas del suelo. Una vez obtenidas las muestras de los ensayos SPT�s y mediante las normas estandarizadas se realiz� los ensayos de laboratorio: contenido de humedad ASTM D 2216, l�mite de Atterberg ASTM D 4318, clasificaci�n de suelos ASTM D 2487 y Granulometr�a ASTM D 422.

-       Ensayo de Corte Directo: Para la obtenci�n de la muestra inalterada se lo hizo mediante trabajo de campo, para lo cual se realizaron 2 calicatas, la primera ubicada en una zona afectada de manera cr�tica por el hundimiento y la segunda en una zona inalterada por el mismo, aplicando la metodolog�a propuesta por la Norma - ASTM D 420, la misma que nos indica los procedimientos y especificaciones al momento de la toma de muestra de suelo en superficie. Para obtener la muestra inalterada en bloque, se realiz� una calicata de 1.5 x 1.5 m. con el fin de tener el espacio suficiente para tallar el bloque de suelo y poder extraer la muestra de 30 x 30 cm. a una profundidad de 1.5 m. para que est� completamente fresca y no haya perdida de humedad, ni las propiedades que tiene el suelo al momento de extraer la muestra, esto hasta realizar los ensayos en laboratorio mediante la norma ASTM D 3080.

d)    Metodolog�a para el cumplimiento del Tercer Objetivo

-       Caracterizaci�n del tipo de Hundimiento: La determinaci�n del tipo de hundimiento y sus caracter�sticas se lo realiz� haciendo uso de los resultados obtenidos en la exploraci�n geot�cnica, de igual manera analizando las propiedades del suelo, la geolog�a del sector conjuntamente con reconocimiento de caracter�sticas en campo para su posterior registro de datos en el formato modificado para inventario de movimientos de masa del proyecto multinacional andino.

-       Mapa de microzonificaci�n Geot�cnica: La caracterizaci�n geol�gico-geot�cnico implica la descripci�n geot�cnica del terreno integrado con la interpretaci�n de ensayos de mec�nica de Suelos �in situ� como Ensayos de Penetraci�n Est�ndar (SPT); as� mismo la interpretaci�n de ensayos de laboratorio como Corte Directo. Para ello es necesario previamente la investigaci�n y an�lisis de informaci�n obtenida y que fue considera para el mapa de zonificaci�n geot�cnica como:

 

Tabla 2: Informaci�n utilizada para la zonificaci�n geot�cnica

 

Para la zonificaci�n geot�cnica se us� la metodolog�a propuesta por C�rdova Y. y Montalvan C. (2017) y se desarroll� de la siguiente manera. El mapa se lo dise�o mediante el uso del software ArcGIS, elaborando una zonificaci�n por cada una de estas caracter�sticas antes mencionadas. La elaboraci�n de la zonificaci�n por caracter�sticas F�sicas se la hizo mediante una de las m�s representativas que es el tipo de suelo, para lo cual se us� la clasificaci�n de suelos por el m�todo de SUCS, siendo este el m�s adecuado para el uso de suelo que requiere la comunidad. De igual manera la zonificaci�n por caracter�sticas Mec�nicas se la elabor� tomando en consideraci�n la �nica propiedad mec�nica que es la capacidad admisible del suelo.

 

Resultados

i.                 Topograf�a

La informaci�n topogr�fica se obtuvo en base al levantamiento mediante el uso de la estaci�n Trimble S3 a escala 1:5000, la misma que comprende alturas que oscilan desde 2435 m.s.n.m. siendo esta la cota m�nima a 2514 m.s.n.m. como cota m�xima, la zona de estudio presenta una disposici�n de terreno tipo valle, con una topograf�a poco irregular. Se obtuvo las curvas de nivel principales cada 5 m. y las secundarias cada 1 m. En el mapa topogr�fico se incorpor� las infraestructuras presentes. Con toda esta informaci�n levantada se elabor� el mapa topogr�fico a escala 1:5000 con sus respectivos perfiles, y esta georreferenciado con un sistema de coordenadas UTM WGS 84, Zona 17 Sur.

 

Figura 3: Topograf�a del �rea de estudio

ii.               Pendientes

En el mapa de pendientes se han determinado cinco rangos de pendientes. En el �rea de estudio predomina la clase de Pendiente Baja ubicada mayormente en toda la zona norte, central y sur con un �rea de 13,31 Ha, con un porcentaje de 49,90 %, el 30.02 % corresponde a Pendiente Muy Baja con 8,01 Ha, ubic�ndose en la parte norte del �rea, luego con el 18,15 % que corresponde a Pendiente Media con un �rea de 4,84 Ha, ubic�ndose en la parte Este-Centro del �rea, luego Pendiente Alta con un 1,76 % que corresponde a 0.47 Ha, que se ubica al Sur, Este y Oeste, finalmente tenemos Pendiente Muy Alta que abarca 0,04 Ha con un 0,16 %. Se analiz� 27 Ha de terreno correspondiendo al 100% de tramo de estudio.

 

Figura 4: Pendientes del �rea de estudio

 

iii.             Geomorfolog�a

 

Tabla 3:Geomorfolog�a del �rea de estudio

 

 

 

 

 

 

Figura 5: Geomorfolog�a del �rea de estudio

iv.             Geolog�a Local

Para la geolog�a local se describi� un total de 8 afloramientos encontrados, los mismos que son de origen antr�pico. Asi mismo, se realiz� un total de 13 calicatas de 1x1x1.5 m. de dimensi�n, de forma manual y con maquinaria seg�n el acceso y las condiciones del material. Se recolectaron una muestra de mano de roca por cada afloramiento y calicata para su posterior observaci�n y descripci�n de la geolog�a presente en el �rea de estudio.

-       Dep�sito de Areniscas: formados por material sedimentario, areniscas muy consolidadas, ubicados al oeste del �rea de estudio margen izquierdo, se caracterizan por su forma angular, con coloraci�n amarilla gris�cea con un �ndice de humedad bastante bajo, con tama�os variables de cm. a m., manteni�ndose el mismo tipo de material hasta el sur y sureste del �rea de estudio.

-       Dep�sitos de Arenas Arcillosas: formados por material fino y clastos angulares rocosos con dimensiones que var�an entre mm. a cm., ubicados en una parte del suroeste del �rea de estudio. Se observ� la presencia de material sedimentario arcillo arenoso con una compactaci�n de media a baja, coloraci�n amarilla gris�cea y de igual manera con coloraci�n caf� oscuro, de tama�os variables, medianamente meteorizado, con �ndice de humedad de medio a bajo y manteni�ndose el mismo tipo de material en la zona norte del �rea.

-       Dep�sitos de Arenas Limosas: mediante la elaboraci�n de calicatas se encontr� dep�sitos formados por material fino como limos y arenas, ubicados al este, y en la mayor parte de la zona central del �rea de estudio. Se observ� la presencia de material sedimentario limo arenoso, con coloraci�n gris�cea, con tama�os en mm. y la presencia de agua.

 

Figura 6: Geolog�a del �rea de estudio

 

Exploraci�n Geot�cnica

a)     Ensayo de Penetraci�n Est�ndar (S.P.T)

El ensayo de penetraci�n est�ndar fue desarrollado bajo la normativa ASTM D-1586 seg�n la metodolog�a mencionada anteriormente, se tom� en cuenta la geolog�a local levantada y se realiz� un total de 5 ensayos SPT�

SPT #1

 

Tabla 4: Resultados SPT #1

Nota: tomado de Dicons geot�cnico Cia. Ltda., (2022) Modificado: El Autor, (2023)

SPT #2

 

Tabla 5: Resultados SPT #2

Nota: tomado de Dicons geot�cnico Cia. Ltda., (2022) Modificado: El Autor, (2023)

 

 

 

SPT #3

 

Tabla 6: Resultados SPT #3

Nota: tomado de Dicons geot�cnico Cia. Ltda., (2022) Modificado: El Autor, (2023)

 

SPT #4

Tabla 7: Resultados SPT #4

Nota: tomado de Dicons geot�cnico Cia. Ltda., (2022) Modificado: El Autor, (2023)

 

 

SPT #5

 

Tabla 8: Resultados SPT #5

Nota: tomado de Dicons geot�cnico Cia. Ltda., (2022) Modificado: El Autor, (2023)

 

Ensayo de Corte Directo

De igual manera para realizar los ensayos de corte directo se procedi� a la realizar dos calicatas.

Aplicando la metodolog�a (ASTM D-2487, 2011) el material presente en los puntos donde se ejecutaron las calicatas fue, en la primera calicata un suelo tipo Arena Arcillosa con grava SC, con 34% de Grava (G), 41% Arena (A) y 26 % de Finos (F) con LL de 48.11 %, LP de 22.46 % y un IP de 25.65 %.

En el caso de calicata 2 el tipo de material que se encontr� fue con 7% (G), 41%(A) y 52%(F) con LL de 47.61 %, LP de 25.15 % y un IP de 22.46 %, se obtuvo un suelo tipo Arcilla media plasticidad arenosa, CL, adem�s de la clasificaci�n del suelo se realizaron ensayos de corte directo a partir de la recuperaci�n de muestras inalteradas.

Tabla 9:Resultados del ensayo de Corte Directo

Nota: tomado de Dicons geot�cnico Cia. Ltda., (2022) Modificado: El Autor, (2023)

 

Caracterizaci�n del tipo de hundimiento

Los suelos arcillas, especialmente los de alta plasticidad, se deforman en forma continua cuando est�n expuestas a cargas, en este caso la infraestructura. Considerando que en el �rea de estudio las principales litolog�as encontradas son: arenas limosas y arcillosas las mismas que muestran las caracter�sticas de un suelo altamente meteorizado, definidos en la secci�n de geolog�a local, y un tipo de suelo poco cohesivo y no cohesivo con capacidades admisible de 0.78 kg/cm² a 0.98 kg/cm² para arenas limosas y 1.07 kg/cm² a 0.66 kg/cm² para arenas arcillosas. Siendo estas un material fino y con capacidad de retenci�n de agua, las convierte en un elemento favorecedor de inestabilidad. En cuanto a la litolog�a de la zona sur del �rea de estudio est� compuesta de arenisca; en �sta, el suelo muestra meteorizaci�n muy baja, observ�ndose que la roca presenta una fuerte compactaci�n, con una capacidad admisible de 4.36 kg/cm².

Por lo general los procesos de hundimiento se clasifican como parte de los movimientos en masa o deslizamientos, estos pueden ser de gran magnitud o relativamente peque�os. Asi, finalmente, se asume que el movimiento es un hundimiento por cambio de presi�n de poros el cual se da porque las part�culas de suelo se acomodan debido al aumento de presi�n de poros o la disminuci�n de tensiones negativas (diferencia de presi�n de agua y aire en los poros). El �rea m�s afectada por los hundimientos es el noreste, este y oeste del �rea de estudio.

 

a)     Factores condicionantes

El �rea de estudio seg�n la carta geol�gica de Saraguro escala 1:50.000 (Tatiana Pillajo, 2017) se encuentra ubicada sobre un de dep�sito coluvial, tambi�n, es considerada zona de derrumbe, en la informaci�n obtenida de la carta geol�gica de Saraguro escalla 1:100.000.

Los Factores condicionantes considerados y que afectan directamente a la zona de estudio influyendo en los hundimientos son:

• Topograf�a
• Pendientes
• Geomorfol�gica
• Geolog�a
• Uso de suelo
• Presencia y filtraciones de agua

-       De acuerdo a la topograf�a y pendientes realizadas y que presenta el �rea se determin� donde la zona c�ntrica y sureste presenta un desnivel de entre 20 y 30 m en este caso al aumentar la pendiente, generalmente se aumentan las fuerzas que tratan de desestabilizar los taludes. De igual manera los taludes de alta pendiente son muy susceptibles a la ocurrencia de estos fen�menos, ya que dicha inclinaci�n favorece la direcci�n del desplazamiento y hundimiento de ciertas zonas del �rea, considerando estos aspectos se puede decir que estos suelos son m�s propensos a desplazarse.

-       Las condiciones geomorfol�gicas presentes son esenciales en el an�lisis de la ocurrencia de deslizamientos y hundimientos, debido a que la geomorfolog�a refleja los procesos que est�n actuando sobre un �rea en espec�fico, as� como su relaci�n con la litolog�a. En este caso, zonas afectadas por procesos denudativos que tienen una morfolog�a con escarpes poco empinados y tambi�n afectada por procesos deposicionales con una morfolog�a suave u ondulada.

-       La geolog�a de acuerdo al levantamiento realizado en el �rea de estudio es uno de los factores condicionantes m�s importantes a considerar ya que en su mayor�a al ser suelos sedimentarios compuestos por arenas, limos y arcillas poco compactadas y con un contenido de humedad de medio a alto es mucho m�s propenso su desplazamiento o hundimiento, teniendo en cuenta que los suelos que contienen arcillas y limos, especialmente aquellas de alta plasticidad, se deforman o pueden fallar eventualmente en forma continua cuando est�n sujetas a un carga.

-       En cuanto al uso de suelo, ya que las actividades humanas tienen una gran influencia sobre el comportamiento y especialmente, sobre la activaci�n de los deslizamientos y hundimientos, las pr�cticas de agricultura y ganader�a, la construcci�n de carreteras e infraestructuras, son factores determinantes en la ocurrencia de estos fen�menos, entonces considerando el mapa de uso de suelo realizado en el presente proyecto de titulaci�n, en el �rea de estudio al ser destinado en su mayor�a a pastizales-ganader�a y agricultura el suelo es constantemente expuesto a cambios, sistemas de riego y sobrecarga constantes, que afectan directamente considerando la litolog�a del �rea, por otro lado, los asentamientos de infraestructura ubicadas principalmente en la zona noreste y pocos asentamientos al oeste, sin ninguna planificaci�n o estudios previos provocan una sobrecarga al terreno que de cierta manera no es apto para soportar cargas estructurales.

-       Y finalmente el factor de mayor importancia a considerar es el agua que juega un papel muy importante, ya que en la mayor�a de los procesos reducen la resistencia del suelo, y puede actuar como un elemento condicionante debido al aumento de peso. Los sedimentos tienen porosidades altas y cuando los vac�os se llenan de agua provocan que las rocas recepten agua en su estructura causando que el peso aumente considerablemente, de igual manera el agua al fluir a trav�s de los poros, disminuyendo la resistencia y haciendo m�s f�cil el colapso. Adem�s, existe gran cantidad de agua que drena desde las partes altas de la comunidad provocando hundimientos y deslizamientos misma que recorre por la quebrada que atraviesa la comunidad, informaci�n evidenciada en campo y obtenida como resultado en el SPT1 y SPT2 donde se encontr� el nivel fre�tico a una profundidad de 0.50 m.

 

Mapa de zonificaci�n geot�cnica

a)     Microzonificaci�n por caracter�sticas f�sicas de los suelos.

Tomando esto en consideraci�n, el �rea de estudio se han determinado cinco zonas distribuidas de la siguiente manera:

-       Zona SM GC la misma que representa un material tipo arena limosa con grava de color caf� claro y grava arcillosa de color caf� claro, siendo la zona m�s extensa del �rea de estudio.

-       Zona CL SC �sta representa un material tipo arena arcillosa de color caf� oscuro y arena arcillosa con grava de color caf�.

-       Zona CH GM con un material de tipo arcilla alta plasticidad con grava y grava limosa de color gris.

-       Zona GP - GC de material tipo grava mal graduada con arcilla de color caf� claro.

-       Zona SC con un material de arena arcillosa con grava.

b)    Microzonificaci�n por caracter�sticas mec�nicas de los suelos.

Finalmente, de acuerdo a la correlaci�n de la geolog�a local y ensayos de campo y laboratorio, se logr� la delimitaci�n de cinco zonas, para lo cual se consider� los valores est�ndares de presiones admisibles recomendadas en arenas, rocas y arcillas determinados en la tabla 10, 11 y 12 para la microzonificaci�n de suelos en base a su capacidad portante del terreno.

 

Tabla 10: Capacidades de carga admisibles recomendables en arcillas

Nota: Tomado de Crespo Villalaz, (2004)

 

Tabla 11:� Capacidad de carga admisible en suelo granulares

Nota: Tomado de Crespo Villalaz, (2004)

Tabla 12: Capacidades de carga admisible en las rocas

Nota: Tomado de Crespo Villalaz, (2004)

 

La microzonificaci�n por caracter�sticas mec�nicas se realiz� considerando la divisi�n de zona por su capacidad admisible, delimitadas y distribuidas de la siguiente manera:

-       Zona I (qadm de 427.39 KPa o 4.36 kg/cm²).

-       Zona II (qadm de 104.85 KPa o 1.07 kg/cm²).

-       Zona III (qadm de 95.96 KPa o 0.98 kg/cm²).

-       Zona IV (qadm de 76.14 KPa o 0.78 kg/cm²).

-       Zona V (qadm de 64.25 KPa o 0.66 kg/cm²)

 

Figura 7: Microzonificaci�n de las caracter�sticas f�sicas del �rea de estudio

 

 

Figura 8: Microzonificaci�n de las caracter�sticas mec�nicas del �rea de estudio

 

Discusi�n

Seg�n El Gobierno Aut�nomo Descentralizado Municipal Intercultural Del Cant�n Saraguro, desde el a�o 2000 al 2019, registr� 240 ocurrencias de desastres, que afectaron a 6.641 personas y causaron una p�rdida de 832 hect�reas de cultivos y vegetaci�n nativa, dicha informaci�n sirve como punto de partida y de referencia sobre la afectaci�n que generan estos fen�menos a la comunidad. Para ello se realiz� el presente trabajo de investigaci�n con el fin de conocer los principales condicionantes de los hundimientos mediante la evaluaci�n de las propiedades f�sico � mec�nicas de los suelos en las comunidades Gunudel - Gulagpamba de la Parroquia Saraguro, Cant�n Saraguro y Provincia de Loja, para identificar el estado actual del suelo, y as� plantear mapas de microzonificaci�n geot�cnica en base a las propiedades f�sico � mec�nicas del suelo para establecer zonas de riesgo y evitar una mala planificaci�n de los asentamientos de la poblaci�n.

Como un punto inicial en el desarrollo de la presente investigaci�n fue el levantamiento topogr�fico, que fue realizado a una escala m�s detallada, para un mejor enfoque de estudio en el �rea en espec�fico, determinando la infraestructura y rede h�drica que presenta la comunidad actualmente. En cuanto a las pendientes en la zona de estudio obtenidas mediante la metodolog�a planteada por Demek (1972) obteniendo una clasificaci�n en el �rea que posee coherencia al referenciar con las pendientes planteadas en el PDOT del cant�n Saraguro.

Seg�n el PDOT la geomorfolog�a del cant�n Saraguro que abarca la comunidad Gunudel-Gulagpamba est� determinada como vertientes irregulares y como colinas medianas ambas con una pendiente que va de 4 a 15 %, y correlacionando con la geomorfolog�a levantada a detalle, el �rea de estudio presenta similitud en cuanto a pendiente de unidades morfol�gicas, la clasificaci�n usada varia debido a la metodologia aplicada que en este caso para mayor detalle se us� la planteada por Clirsen (2012). De igual manera el uso de suelo fue realizado mediante fotointerpretaci�n y corroboraci�n en campo, empleando el m�todo planteado por el MAE-MAGAP (2015), con la cual se distribuye en tres clases de acuerdo a la clasificaci�n de nivel 1: tierra agropecuaria, vegetaci�n arbustiva y herb�cea y zonas antr�picas y la clasificaci�n de nivel 2 para el �rea de estudio se distribuye 4 clases: cultivos anuales, vegetaci�n arbustiva-herb�cea, zonas para pastizal-agropecuario y finalmente la infraestructura-�rea poblada.

La geolog�a a detalle levantada en la comunidad Gunudel-Gulagpamba constituye a dep�sitos coluviales conformados por areniscas, arenas arcillosas y limosas, generando que el terreno sea m�s inestable, produciendo deslizamientos y hundimientos, lo cual produce da�os tanto en infraestructura como en cultivos, generando p�rdidas econ�micas a los habitantes, lo cual contrasta con la informaci�n obtenida de la carta geol�gico regional de Saraguro a escala 1:50000 pero misma informaci�n que no posee el PDOT del cant�n y solo determina que el cant�n Saraguro en cuanto a geolog�a regional se encuentra sobre volc�nicos saraguro y que el grupo Saraguro descansa disconformemente sobre o fallado contra los basaltos oce�nicos deformados de la Unidad Pallatanga.

Seg�n Jorge Sarango (2016) en su estudio realizado en la misma comunidad, el cual abarca un �rea mayor y se enfoca en los deslizamientos de mayor escala, existe cierta similitud en cuanto a las zonas de susceptibilidad, sin embargo, el a�o de realizaci�n de dicho estudio presenta variaci�n, ya que a�os posterior (2018-2019) a este estudio se produjeron procesos de hundimiento en las �reas estudiadas actualmente en este trabajo de investigaci�n, mismo que se ha trabajado a detalle en estas zonas en espec�fico. Siendo asi, para identificar los condicionantes que producen hundimientos en la zona de inter�s se han considerado necesario los aspectos topogr�ficos ya que, al aumentar la pendiente, generalmente se aumentan las fuerzas que tratan de desestabilizar el talud, hidrol�gicos debido a la presencia o ausencia de agua y temperatura, definen las condiciones para los procesos de meteorizaci�n f�sica y qu�mica, geol�gicos ya que cada litolog�a o formaci�n geol�gica posee un determinado patr�n de comportamiento, y geot�cnicos que nos da una caracterizaci�n del estado actual del suelo en cuanto a sus caracter�sticas f�sicas y mec�nicas seg�n Jaime Suarez(2009). Es importante mencionar que la zona de estudio est� expuesta a hundimientos, una de las razones principales es la presencia de rocas de baja cohesi�n afectadas por la acci�n antr�pica principalmente por la sobrecarga del terreno, erosi�n, infiltraci�n y escorrent�a, y de igual manera en muchos sitios no se realizan valoraciones de calidad y resistencia de los materiales sobre los que se ubican asentamientos y estructuras, de la misma manera se sigue realizando actividades agr�colas y ganaderas, alterando la topograf�a del terreno lo cual aporta a la inestabilidad del terreno, al ser una zona constantemente intervenida por el hombre aporta al aumento de la velocidad en que se dan estos fen�menos, es importante recalcar que en las comunidades Gunudel �Gulagpamba se realizan actividades sin una adecuada planificaci�n, lo cual vuelve vulnerable al terreno.

Finalmente, mediante los resultados obtenidos se realiz� un an�lisis de acuerdo a la litolog�a existente en el sector y de acuerdo a la exploraci�n geot�cnica (SPT, y corte directo), con lo cual se determin� que el �rea de estudio actualmente no es apta para colocar cargas estructurales tomando como referencia los valores est�ndares de capacidad admisible para arenas y arcillas establecidos por Crespo Villalaz (2004) en el libro de Mec�nica de Suelos y Cimentaciones, que de igual manera correlacionando mediante la norma NEC-SE-GC del Ecuador de Geot�cnica y cimentaciones, la misma que establece que se deber� verificar la capacidad portante �ltima calculada de cimentaciones profundas por medio de pruebas de carga debidamente ejecutadas de acuerdo con ASTM D 1143, donde establece una capacidad admisible m�nima de 1.5 Kg/cm² .

 

Conclusiones

• La topograf�a del �rea de estudio comprende altitudes que van desde los 2435 m.s.n.m a 2514 m.s.n.m., abarca una superficie de 27 ha. Las pendientes predominantes pertenecen a la clase de Pendiente Baja 49.90% % ubic�ndose en la mayor parte de la zona central, y la clase con menor proporci�n es finalmente tenemos Pendiente Muy Alta que abarca 0,04 Ha con un 0,16 %. Asi mismo complementando con la geomorfolog�a, se determin� que la unidad geomorfol�gica predominante Coluvi�n antiguo, con 8.03 ha presenta pendientes de 24 a 40 % de inclinacion y la de menor inclinacion que poseen una pendiente de 2 a 5% son las superficies poco disectada con 7,14 ha del �rea total de estudio.
• Regionalmente el �rea se encuentra ubicado sobre un Dep�sito Coluvial compuesta por bloques angulosos a subredondeados, gravas, arenas y limos, sin estructuras geol�gicas dentro de la zona de estudio. Localmente la geolog�a corresponde a areniscas, y en su mayor�a se han depositado materiales tipo coluvio-aluviales producto de la meteorizaci�n, erosi�n y transporte de materiales originando dep�sitos de suelos areno-limosos y areno-arcillosos con presencia de fragmentos de roca tipo areniscas.
• Se realizaron cinco ensayos de penetraci�n est�ndar (SPT) con recuperaci�n de muestras que permitieron clasificar y determinar el tipo de suelo mediante la clasificaci�n SUCS, lo cual determino que los suelos est�n caracterizados principalmente por arenas limosas de baja plasticidad, arenas arcillosas con alta plasticidad y areniscas, mismos que de acuerdo a la capacidad portante por cada SPT realizado en cada unidad litoestratigr�fica y correlacionando a los valores est�ndares establecidos donde menciona un m�nimo de 1.5 Kg/cm² de capacidad admisible apta para cimentaciones, el �rea del proyecto "Caracterizaci�n Geol�gica-Geot�cnica que condicionan los hundimientos en el sector que comprende: La Comunidad Ind�gena Gunudel - Gulagpamba" en la actualidad no es apta para colocar cargas estructurales.
• En el ensayo de corte directo, se analiz� 2 muestras las cuales fueron tomadas considerando el nivel de afectaci�n, con las muestras obtenidos se determin� �ngulo de fricci�n y cohesi�n obteniendo los siguientes datos: en la primera muestra, tienen un �ngulo de fricci�n de 16.09� y una cohesi�n de 0.191 Kg/cm² , la segunda muestra tiene un �ngulo de fricci�n de 19� y la cohesi�n de 0 Kg/cm² , por ende, la cohesi�n en las dos muestras es cercano a cero considerando que los suelos son arenas-limosas y arenas-arcillosas, de tipo arenosos o arenas poco consolidadas.
• El tipo de hundimientos caracterizado es de cambio de presi�n de poros mismo que se produce cuando las part�culas de suelo se acomodan debido al aumento de presi�n de poros, siendo t�pico de suelos arcillosos-limosos o con presencia de estos. Igualmente, los factores condicionantes considerados son: la topograf�a, pendientes, geomorfolog�a, geolog�a, uso de suelo y la presencia y filtraciones de agua.
• Con los datos y la evaluaci�n de los mismos se ha permitido definir para las caracter�sticas f�sicas cinco zonas geotecnias distribuidas de la siguiente manera:

Zona SM GC constituida por un material tipo arena limosa con grava y grava arcillosa.

Zona CL SC representa un material tipo arena arcillosa y arena arcillosa con grava.

Zona CH GM con un material de tipo arcilla alta plasticidad con grava y grava limosa.

Zona GP - GC posee un material tipo grava mal graduada con arcilla.

Zona SC con un material de arena arcillosa con grava.

• Se define cinco zonas para las caracter�sticas mec�nicas de la siguiente manera:

Zona I con una capacidad admisible de 4.36 kg/cm². La m�s alta

Zona II con una capacidad admisible de 1.07 kg/cm².

Zona III con una capacidad admisible de 0.98 kg/cm², con presencias de infraestructura

Zona IV con una capacidad admisible de 0.78 kg/cm², con presencias de infraestructura.

Zona V con una capacidad admisible de 0.66 kg/cm² la m�s baja

 

Referencias

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2. Crespo C. V. (2004).� �Mec�nica de Suelos y Cimentaciones�. M�xico. Limusa.
3. Das, B. (1985). Fundamentos de ingenier�a geot�cnica. In Brooks/Cole Publisbing (Cole Publi).
4. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004
5. Demek, J. (1972). Manual of detailed geomorphological mapping. Praga: Academia, Publishing House of the Czechoslovak Academy of Science
6. Echeveste, H. (2018). Manual de levantamiento geol�gico. Una introducci�n a la geolog�a de campo (1.a ed.). Editorial de la Universidad de La Plata
7. GADMIS. (2016). Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial del Cant�n Saraguro. Gobierno Aut�nomo Descentralizado Municipal Del Cant�n Saraguro.
8. Kennerley J. B. (1974). Geolog�a de la Provincia de Loja en la Rep�blica Del Ecuador. Quito: D.G.G.M
9. MAE-MAGAP. (2015). Protocolo Metodol�gico para la Elaboraci�n del Mapa de Cobertura y Uso de la Tierra del Ecuador Continental 2013-2014, escala 1:100.000. Obtenido de https://app.sni.gob.ec/snilink/sni/Portal%20SNI%202014/USO%20DE%20LA%20TIERRA/01- METODOLOGIA_MAPA_COBERTURA_USO.pdf
10. Ministerio del Ambiente. (2013). Modelo de Unidades Geomorfol�gicas para la representaci�n cartogr�fica de ecosistemas del Ecuador continental. Quito: MAE. Obtenido de http://app.sni.gob.ec/sni-link/sni/PDOT/NIVEL%20NACIONAL/MAE/ECOSISTEMAS/DOCUMENTOS/G eoformas.pdf
11. Saraguro. (2014-2019). Plan de Ordenamiento Territorial del Cant�n Saraguro. Loja

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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