INGENIERIA CIVIL

Elementosdel Impacto Ambiental,

Producido por losDeslizamientos de Taludes

Viales ColombianosLisandro Beltrán Moreno 1

Jorge Eduardo Aya Rodríguez 2

Mauricio Hernán Camargo Chávez '

RESUMEN

Las características oroarétices; climáticas y geotécni-ces, junto con las condiciones impuestas por el tipoy el nivel de desarrollo en el territorio colombianofavorecen la ocurrencia de los deslizamientos. Duran-te las épocas de invierno se producen numerosos y aveces grandes movimiento en masa en los taludes via-les causando notables pérdidas físicas y económicas.Pete reducirlas se pueden mejorar los procedimientosseguidos durante el diseño, la interventorie, y la cons-trucción. En este artículo se describen aquel/os facto-res y condiciones que favorecen la ocurrencia de losmovimientos en masa, se mencionan las característi-cas de estos últimos determinadas mediante un inven-tario reciente, se indican las deficiencias actuales másnotorias qce se encuentran en el diseño y en la cons-trucción de carreteras, y se incluyen informacionessobre costos parciales de los daños ocasionados por

1. Ingeniero Civil, Universidad Nacional de Colombia. Magister en ln-geniería Civil U.N, Master of Science, DIC. Profesor Asociado Uni·versidad Nacional de Colombia.

2. Igeniero Civil, Universidad Nacional de Colombia.

3. Ingeniero Civil, Universidad Nacional de Colombia.

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los derrumbes de los taludes viales. Este trabajo fuepublicado en las memorias del l V Congreso Colombia-no de Geotecnie, que se realizó en Bogotá, entre el20 y 23 de agosto de 1991,

CARACTERISTICAS DEL MEDIO COLOMBIANO

Existen cuatro características principales que favore-cen la ocurrencia de los fenómenos de movimiento enmasa en el territorio colombiano. Las tres primerasestan relacionadas con el territorio mismo: la orogra-fía, el clima y la geotectónica. La cuarta, la más im-portante, es el desarrollo que tiene el país tanto porla ubicación de su infraestructura, como por su nivel.Veamos a continuación una breve descripción de cadauna de estas características:

OrografíaAproximadanente la mitad del territorio colombianoes esencialmente montañoso. Poco después de que losAndes ingresan por el sur del país, se dividen en trescordilleras de gran longitud, cruzándolo de sur a nortey demarcando tres zonas geográficas y económicasbien definidas (González, 1977).

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La primera es la Zona Andina, compuesta por seis re-giones: 1) El Macizo Colombiano, al sur, región agrí-cola, minera y ganadera. 2) La Costa Pacífica, rica enmaderas y atracciones turísticas. 3) El Valle del Cau-ca, región agrícola de gran rendimiento. 4) La Cordi-llera Central. En sus laderas y valles se encuentran losprincipales cultivos de café, primer producto de ex-portación del país, e industrias importantes. 5) ElValle del Magdalena. Región agrícola y ganadera. 6)La Cordillera Oriental. En sus estribaciones, altiplanosy valles, se encuentran cultivos y depósitos de minera-les importantes.

La segunda zona es la Costa Atlántica, dedicada prin-cipalmente a la explotación minera, comercial y turís-tica.

La tercera zona, que abarca cerca de la m itad delterritorio colombiano, está conformada por los Lia-nas Orientales, con recu rsos petral íferos y un uso dela tierra de tipo agrícola y ganadero, y la Amazon ía,región selvática con grandes recursos, aún desconoci-dos.

Debido a la longitud de las tres cordi lleras de la ZonaAndina, y a las grandes alturas de sus montañas, espe-cialmente de la Cordillera Central, y a la direcciónoredominante Sur-Norte de los ríos principales, existeuna notable dificultad geográfica para la comunica-ción entre las seis regiones de dicha Zona, y entre lastres Zonas, produciéndose una marcada diversidad cu 1-tural, yen algún grado étnica, entre sus pobladores.

ClimaLos climas que se presentan en el territorio colombia-no son el resultado de la interacción de tres factoresfundamentales:

La localización geográfica en la zona intertropical,siendo cruzada en la parte inferior por la líneaecuatorial. Por esta razón la radiación solar es in-tensa, y aproximadamente constante durante todoslos día del año,

2) Las montañas producen diferentes pisos térmicosen sus laderas, valles y montañas, por los cambiosaltitudinales de temperatura, así como condicionanla circu lación de los vientos y la presencia de diver-sas provincias de humedad.

3) Las COI rientes de aire y núcleos de baja presión,causados por las variaciones estacionales de los he-misferios norte y sur del globo terráqueo, y porla presencia de los Océanos Atlántico y Pacífico,situados a lo largo de más de 2.500 Km. de costas.

La interacción de los diferentes matices producidospor el último factor durante el año, con las varia-ciones orográficas del segundo, generan un climamuy variado en el territorio colombiano. Se presen-tan precipitaciones anuales que varían desde 200hasta 12.000 rn.rn., y temperaturas desde OOC, enlas cumbres nevadas, hasta 400C, en las áreas bajasy selváticas. En algunos casos se encuentran los ca-lores extremos en regiones distantes pocos kilóme-tros entre sí. La precipitación tiene variacionesanuales: en la zona montañosa normalmente haydos estaciones secas (diciembre a marzo y junio asepti-embre), y dos estaciones lluviosas (abril amayo y octubre a noviembre). En los extremos oc-cidental y oriental, donde no hay control orográfi-co de la precipitación, usualmente se presenta unsólo periodo lluvioso (mayo a octubre). Los vallesinterandinos y las mesetas poseen, generalmente,una precipitación media a baja, mientras que en lasfranjas de las laderas montañosas es donde casisiempre se producen las lluvias máximas.

Las temperaturas medias tienen muy poca variaciónanual para un mismo sitio, pero los cambios diariospueden ser altos, especialmente en las zonas secascon poca cobertura vegetal. La temperatura media yla presión atmosférica varían inversamente con la al-titud sobre el nivel del mar. Montero et al (1987)presentaron un mapa climático general de Colombiadividido en siete zonas climáticas bien diferenciadas,de acuerdo con los valores promedios anuales de laprecipitación y de la temperatura.

GeotectónicaEl territorio colombiano se encuenta ubicado tectó-nicamente entre las placas de Cocos, al occidente, y lacontinental de Suramérica, o Escudo Amazónico, aloriente. Contra esta última se han venido adicionandodiferentes terrenos provenientes del oeste. Se cree quela parte norte del territorio se encuentra sobre la pla-ca Caribe. La cadena montañosa de los Andes entraal país por el sur en forma de dos ramales muy uni-dos, los cuales se separan en el Departamento de Nari-ño, originando las cordilleras Occidental y Central. Deesta última se desprende, más adelante, otro ramalque se dirige hacia el Este, dando Jugar a la CordilleraOriental. Desde el punto de vista geológico, la prime-ra cordillera en formarse fue la Central, la más alta yabrupta, con cerca de treinta volcanes, (Ram írez,1975), algunos de ellos cubiertos de nieve, y confor-mada primordialmente por materiales ígneos intrusi-vos y metamórficos de alto grado. Presenta cobertu-ras de materiales piroclásticos en las áreas volcánicas,y de origen sedimentario, provenientes del Terciario,hacia el occidente, (González y Beltrán, 1989).

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El levantamiento de la Cordillera Central creó unacuenca marina hacia el oriente, en donde posterior-mente se elevó la Cordillera Oriental, compuestaprincipalmente por materiales sedimentarios y meta-'mórficos de origen continental y epicontinental mari-no. Finalmente, se levantó el fondo marino al oestede la Cordillera Central, formando la Cordillera Occi-dental, la mas baja y corta (picos hasta de 400 m. ycon 80 Km de longitud), compuesta por material deorigen marino (lavas y sedimentos) y rocas metamór-ficas de bajo y medio grado.

En cada evento orogénico la superficie terrestre co-lombiana sufrió un tectonismo, que produjo un altogrado de fallarniento y fractura todas las rocas exis-tentes. Los sistemas de fallas principales tienen direc-ción Sur-Norte, cada una con numerosas fallas saté-lites o secundarias. Los tipos de fallamientos predo-minantes son los de empuje vertical con componentesde rumbo. Todas estas fallas son fuentes importantesde sismos, así como también lo son, la zona de sub-ducción del Pacífico y la interacción entre las placasNazca, Suramericana y Caribe, al norte del país. Ge-neralmente la ocurrencia de los temblores de tierraproduce numerosos deslizamientos, especialmentecuando coincide con las épocas lluviosas de las regio-nes afectadas por el sismo.

DesarrolloEl desarrollo incide de dos maneras en la generaciónde los deslizamientos (Beltrán, 1990). La primera sedebe a la ubicación de cerca del 80% de la poblacióncolombiana de la zona Andina, en razón de la ferti-lidad de las tierras, la presencia de minerales va!io-sos, y el clima más benigno, comparado con los que sepresentan en los Llanos y Costas. Como consecuenciade lo anterior, de los 1.050 municipios y ciudades conque cuenta Colombia, cerca de 800 se encuentranen la zona Andina. La comunicación entre estos cen-tros se hace principalmente por carretera, y como re-sultado, ellas recorren valles y montañas, en una lon-gitud próxima a los 26.000 Km. hoy en día. Las espe-cificaciones de la mayoría de estas vías son pobres,teniendo en cuenta el alto costo de la construccióny mantenimiento. Vale la pena anotar que la capitaldel pa ís se encuentra en el centro geográfico del terri-ratio, sobre la cordillera Oriental, a 350 Km. de laCosta Pacífica y a 600 Km de la Costa Atlántica,ambas distancias en línea recta. Las dos ciudades si-guientes en tamaño, Medellín y Cali, también estanlocalizadas en el interior de Colombia, en la Cordille-ra Central yen el Valle del río Cauca, respectivamen-te. Las ciudades y poblaciones de la zona Andina

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también son sede de la mayor parte de la producciónnacional, tanto agrícola como industrial, estimándoseque cerca del 80% de esta última se encuentra en di-cha zona.

La segunda manera como incide el desarrollo en laocurrencia de los deslizamientos tiene que ver con lalimitación de los recursos disponibles, y con la escasaimportancia que se le da a los daños que produce undesarrollo desordenado. Generalmente se terminan lospresupuestos estimados para las obras antes de con-cluirlas, y como consecuencia, no se contruyen todaslas medidas diseñadas para controlar el agua de esco-rrentía o de Infiltración de las laderas, como las zanjasde coronación en los cortes viales, los filtros, drenes yalcantarillas. Sólo cuando se producen las fallas de lostaludes que interrumpen el tráfico, se procede a ter-minar o construir dichas obras. Por otra parte, elcambio en el uso de la tierra acelera la degradaciónde los materiales y reduce su estabilidad, cuando paraestablecer nuevos cultivos el campesino remueve elbosque natural situado inmediatamente encima de loscortes viales, sin adoptar medida alguna para reempla-zar sü· acción estabilizante (Beltrán et al, 1989), ycuando luego se incrementa la humedad de los suelosmediante el, regadío. La construcción de vías de pene-tración de bajas especificaciones, generalmente porlos colonos, sin cunetas ni alcantarillas, también au-menta la inestabilidad de los taludes, principalmentedurante el invierno, debido a que se convierten engrandes cu netas que conducen el agua hacia algunospuntos del talud inferior y hacia la vía principal, de-sestabilizándolos por erosión y aumento de humedad.

A lo anterior es necesario adicionar la poca concienciaque existe en la población en general, a todo nivel,sobre el impacto ambiental que se produce en la natu-raleza, y sobre el daño ecológico a mediano y largoplazo, la cual se refleja en las pobres regulacionesestablecidas, y en los casi inexistentes mecanismos decontrol para obligar su cumplimiento.

CARACTERISTICAS DE LOS DESLIZAMIENTOSCOLOMBIANOS

En Colombia hasta el momento ninguna entidad tienela función de analizar, proponer, y construir las medi-das correctivas necesarias para estabilizar todos losmovimientos de tierra que se presentan durante lasépocas de invierno. Sólo las instituciones afectadas seven obligadas a estudiarlos y a tratarlos, para mante-ner el servicio de la infraestructura a su cargo, comolos oleoductos, las carreteras, los ferrocarriles, etc.Unicamente en pequeñas áreas y para proyectos espe-ciales, se han elaborado mapas de riesgo y de amenaza

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de los deslizamientos. Consecuentemente, no se llevaun registro continuo de ellos, de manera que la infor-mación sobre su ocurrencia y los daños producidoses fragmentaria, poco realista y escasa. Alonso et al(1972) efectuaron una recopilación de los desliza-mientos informados en uno de los perío meas másimportantes de Bogotá durante todo el añ1loje 1971,encontrando un total de 212. Estos movimientos seprodujeron principalmente en los períodos inverna-les, y en aquellos Departamentos con las mayoreslongitudes de vías en regiones montañosas. Vale lapena anotar que normalmente en los períodicos sólose informa sobre aquellos deslizamientos importantes,y que muchos otros pasan inadvertidos, cuando sóloafectan a pequeños propietarios o comunidades.

Entre los meses de agosto y diciembre de 1986, laUniversidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá,como parte inicial de la Investigación de Deslizamien-tos en la Red Vial Nacional, realizó un inventario par-cial de los deslizamientos observados en dicha épocaen las carreteras ubicadas en la Zona Andina. Duranteel desarrollo de este inventario se recorrieron 4.003Km., los cuales equivalen al 15.7% de la red vial nacio-nal, registrando información sobre 225 sitios inesta-bles. La muestra recolectada de esta manera se consi-dera representativa de los deslizamientos que se pre-sentan en las épocas de. invierno en las carreteras delpa ís, ya que con la ayuda de los ingenieros del MOPT.,en sus Distritos con carreteras en montaña, se selec-cionaron aquellas de mayor y más grandes fenóme-nos, con. un tráfico promedio diario (TPD) superior a300 vehículos. Desde el punto de vista geotécnico, losresu Itados más importantes que se encontraron luegode analizar el inventario son los siguientes (Universi-dad Nacional de Colombia 1989-1) y González et al(1989).

a) En promedio se encontró un movimiento de tierracada 17.8 Km. con un rango entre 2 y 131 Km.

b) Los deslizamientos y los movimientos similares sonmás numerosos que las caídas y los flujos. Los fe-nómenos son más frecuentes en suelos transporta-dos (46% ) y suelos residuales (35% ), que en rocas'(19% ). El 85% de los movimientos observados du-rante el inventario eran activos en ese momento.

c) La mayoría de los movimientos (57% ), se presen-tan en alturas sobre el nivel del mar correspondien-tes a los cinturones de máxima precipitación de laZona Andina, con una importante concentración(26.7% ) entre los 2.000 m. y los 2.500 m.

d) La mayoría de los movimientos (63% ) tienen unárea menor de una Héctárea (Ha.), y los movimien-tos más grandes (de más de 25 Ha).) se presentanen suelos transportados (coluviones). La altura pro-medio de los deslizamientos es 52 m., variando en-tre 5 y 300 m.

e) El mayor porcentaje (85% ) de los deslizamientosse presenta en secciones de vías a media ladera. El56% de los movimientos afectan longitudes de víamenores de 100 m, mientras que el 84% de los rno-movimientos afectan sectores menores de 200 m.de longitud.

f) La principal causa inmediata de los deslizamientosinventariados es la alta precipitación (70.3% ), se-guida por el corte en la pata del talud (24.4% ), yasea este originado en obras hechas por el hombre,en la erosión, o en la socavación producida por co-rrientes de agua. .

g) La mayoría (84.9% ) de los deslizamientos inven-tariados se presenta en vías con tráficos promediosdiarios (TPD) menores de 3.000. Este resultado seexplica considerando que las vías de mayor impor-tancia se diseñan con mejores especificaciones, y sonsometidas a mentenimiento más cuidadosos.

h) En concordancia con la principal causa de los desli-zamientos, la alta precipitación, la mayoría de lasmedidas correctivas inmediatas recomendadas paraestabilizar los deslizamientos inventariados, tieneque ver con la recolección y adecuada disposiciónde las aguas superficiales y subterráneas. Entre es-tas medidas se reconoce la gran necesidad de cons-tru ír la zanja de coronación en todos los cortesviales (68% de las medidas recomendadas), que enel momento no es una práctica corriente de la cons-trucción de carreteras.

Los resultados de los inventarios no definieron deforma clara el impacto ambiental de los deslizamien-tos, debido a que el MOPT no lleva un registro ade-cuado sobre los daños causados, la frecuencia y dura-ción de las interrupciones del tráfico, y el costo de lasmedidas adoptadas en cada caso. Sólo se puede esta-blecer de manera muy aproximada el costo de losdaños causados en la vía, con base en las longitudesde carretera afectada por los movimientos.

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DEFICIENCIAS EN EL DISEÑO Y EN LA CONS-TRUCCION DE CARRETERAS QUE PRODUCENDESLIZAMIENTOS.

En el rnedlo geotécnico del país se sabe que existenvarios procedimientos corrientes en el diseño y laconstrucción de carreteras, que favorecen la ocu-rrencia de los movimientos en masa de los taludesde corte, y que, modificándolos y racionalizándolos,pueden producir un impacto negativo mínimo y con-trolado sobre la naturaleza. La mayoría de dichosprocedimientos fueron descritos por Montero (1987).

Con el propósito de precisar su importancia, Aya yCamargo (1989) realizaron el Proyecto de Grado "Di-seño Vial. Métodos Constructivos y Costos", revisan-do la literatura existente en nuestro medio y las nor-mas y condiciones aprobadas y establecidas por elMOPT para sus contratos entrevistando ingenierosde firmas de ingeniería dedicadas al diseño, interven-toría y construcción de carreteras, con reconocida ex-periencia en estos aspectos, y finalmente evaluandoen el terreno los procedimientos empleados en laconstrucción de la carreteras Puente Hila-Villeta, en elDepartamento de Cundinamarca, y Sogamoso-Yopal,en el Departamento de Boyacá y en la Intendencia delCasanare. Las deficiencias más notorias que este tra-bajo encontró fueron las siguientes:

Deficiencias en el diseñoEstudio geológicos y geotécnicos

Los estudios geológicos y geotécnicos, en general. noalcanzan a cubrir en forma detallada los diferentesaspectos que señalan las normas de MOPT. De acuer-do con ellas, los estudios de la Fase III deben analizarpuntos específicos del terreno, lo cual rara vez secumple, y más bien, en algunos casos de la Fase I depasa a la Fase 111, yen otras, la etapa de factibilidad,la Fase 111, no abarca la información necesaria paradiseño.

Las columnas estratigráficas se definen de manera am-plia y general, con frases como: "EI espesor de suelopuede variar entre 3.0 m. y 15.0 m.", impidiendo asíI¡:¡determinación de los volúmenes de corte en roca ysuelo con exatitud, y consecuentemente, los costosestimados para la construcción.

Los taludes de los cortes en roca yen suelo se diseñande acuerda con la experiencia que posea la compañ íadiseñadora sobre el particular. Este aspecto es críticocuando se trata de diseñar taludes en roca dura, yaque se presume que ellas soportan taludes verticales,y aún negativos, sin tener en cuenta la determinación

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de discontinuidades, la presencia de grietas y el tipode relleno, la posición especial de los planos estructu-rales y de estratificación, y consecuentemente, sin ha-cer un análisis de estabilidad de los bloques o cuñasque podrían deslizarse.

No se hace una zonificación adecuada del corredor dediseño, para establecer los terrenos más inestables ylas medidas correctivas que correspondan eficiente-mente a los factores de mayor incidencia en su estabi-lidad. Esta falla seguramente no se presentará en elfuturo, ya que el MOPT recientemente incluyó dentrode sus normas de diseño de carreteras las recomenda-ciones dadas en este sentido por la Investigación deDeslizamientos en la Red Vial Nacional (UniversidadNacional de Colombia 1989-b).

Los sitos de botadero, a donde se deben llevar los ma-teriales de desecho excavados du rante la construc-ción, deberían seleccionarse y diseñarse de maneraque se garantice su estabilidad, como lo señalan lasnormas del MOPT. No obstante, casi siempre se pos-terga esta selección y diseño para el momento de laconstrucción, adaptando generalmente sitios cercanosa la escavación, donde se producen daños importantesel ambiente.

Estudio hidrológicos y de drenaje

Puesto que el agua lluvia es la causa principal inme-diata de los deslizamientos que se producen en las ca-rreteras del país, debería dársele gran importancia alos estudios hidrológicos, con el fin de predecir acer-tadamente las cantidades de agua que caerán sobre lostaludes y llegarán a las corriente de agua adyacentes,y para diseñar obras competentes de recolección y dedrenaje,

Sin embargo, se encuentra que los datos y las estacio-nes hidrológicas son insuficientes, por su calidad, va-riedad y número de años de registros, Por otra parte,los criterios y pautas uti lizados du rante los diseñosno son plenamente justificados, recurriendo al empleode métodos y fórmulas propuestas en otros países,para condiciones ambientales totalmente diferentes alas nuestras. Los resu Itados que se obtienen de estaforma estan condicionados en gran medida por laexperiencia del diseñador, y se evidencia la carenciade un manual donde se unifiquen los criterios parael diseño hidráulico de las obras viales.

Se han identificado dos deficiencias que inciden mar-cadamente en la inestabilidad de los taludes viales. Laprimera tiene que ver con el diseño de las obras dedrenaje, el cual generalmente no se hace, pero en cam-

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bio se incluyen como items en los pasos que debenefectuarse durante la construcción, con el objeto deque la interventoría pueda solucionar los problemasque se presenten. Esta falta hace que obras fundamen-tales para la estabilidad de los taludes de corte, comoson las zanjas de coronación, generalmente no seconstruyan, ya que todos los recursos terminan siem-pre siendo orientados hacia la conclusión de las obras,para facilitar la puesta en servicio de la vía a la mayorbrevedad, aunque ésta deba cerrarse durante el pri-mer invierno con el fin de corregir las inestabilidadesproducidas por las aguas no controladas.

La segunda deficiencia es la falta' de diseño para losdescoles de las alcantarillas, de tal manera que lasaguas que ellas recojan sean conducidas de forma ino-fensiva para los taludes hasta los cauces naturales delagua. La experiencia del MOPT muestra que los des-coles efectuados directamente sobre los taludes infe-riores de las vías, pueden desencadenar fenómenos deerosión que se tornan incontrolables rápidamente,obligando a la ejecución de grandes obras para man-tener en servicio vías importantes. Tal es el caso delos sitios conocidos como El Mirador, en el Km.105 dela carretera Bogotá-Villavicencio, y la Siria, en el Km.14 de-la vía Manizales-Pereira.

Diseño geométrico

Un análisis comparativo realizado en la Investigaciónde Deslizamientos en la Red Vial Nacional (Universi-dad Nacional de Colombia, 1989-c), entre el diseñogeométrico tradicional del MOPT, para un sector de'la autopista Bogotá- Villavicencio, y el diseño vial hi-dráulico para el mismo sector, pero con dos calzadasa diferente nivel, una para cada dirección del tránsito,mostró que los costos son similares, pero con unasensible disminución en el impacto ambiental en elsegundo caso, dado que de esta manera los cortes sonmás bajos. No obstante, y aunque es recomendableefectuar análisis comparativos similares en otras vías,para confirmar los resultados, llegando incluso hastasu construcción, se considera necesario adoptar unasnormas de diseño especiales para las carreteras queatraviezan la Zona Andina, que tengan en cuenta susparticularidades geológicas, topográficas y climáticas,dejando de lado las especificaciones establecidas enlos países desarrollados para terrenos planos.

Estudios de impacto ambiental

El MOPT exige a sus diseñadores la ejecución de estosestudios desde 1982, pero no se les ha señalado deuna manera precisa la metodología para realizarlos,

Por esta razón, la mayoría de los estudios de impactoambiental elaborados hasta el momento son deficien-tes, y de poca importancia práctica.

Los aspectos que más influencia tienen sobre el am-biente físico, en la construcción de vías, son el movi-miento de tierras, tanto en la ejecución de los cortescomo en la disposición de los materiales de desecho,la alteración del drenaje natural del terreno, con po-sibles cambios a las cuencas hidrográficas, y la des-trucción de la vegetación natural. Sin embargo, existetambién el aspecto socioeconóm ico, que a la largapuede alterar el ambiente físico de manera notable.La construcción de una vía cambia con el tiempo eluso de la tierra y el valor económico de las zonas queatraviesa. Estos cambios implican asentamientos nue-vos en cercanías de la vía, con deforestación, e im-plantación de cultivos y pastoreo, alterando notable-mente el equilibrio de los taludes. Por otra parte, eldesarrollo de la región origina la construcción decarreteras de tercer orden, para conectar las nuevasáreas productivas con la carretera, las cua les se con-

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vierten en canales de conducción de agua durante laslluvias, puesto que en ellas no se construyen cunetas yalcantari 11as. Esta agua de escorrent ía arrastra grancantidad de sedimentos, provenientes del afirmado dela vía de tercer orden, que colmatan rápidamente elsistema de drenaje de la carretera. Al sobrepasarsela capacidad del sistema de drenaje (cunetas y alcan-tarillas), por la colmatación y por el volumen adicio-nal de agua recibida ( que no tuvo en cuenta en el di-seño de las obras de arte), se produce el desbordesobre el talud inferior de la carretera, llegando a cau-sar deslizamientos. Se debe mencionar que casi siem-pre estas vías de tercer orden son construidas por loscolonos y los vecinos, sin que haya un diseño y con-trol por parte del MOPT, u otra entidad. Aunque cier-tamente es difícil predecir acertadamente la maneracomo se producirán los cambios socio-económicosen las zonas servidas por la nueva carrera, se puedentomar algunas medidas iniciales, que luego deberánmodificarse y adaptarse a las situaciones reales, conel propósito de mantener bajo control el impactoambiental que ellos produzcan.

Estudios de movimientos de tierra

De acuerdo con las especificaciones del MOPT, estosestudios deben establecer los volumenes de explana-ción, descapotes, cortes en roca y material común,terraplenes, préstamos, materiales de desecho y ma-teriales probables de derrumbes, y deben suministrarrecomendaciones sobre el empleo de explosivos, y losmétodos y maquinaria de excavación. Para ello, secuenta con el perfi I del terreno y de la rasante, lassecciones transversales, los espesores de las columnasestratigráficas, la descripción de los estratos y reco-mendaciones geotécnicas.

En buena parte debido a las deficiencias ya anotadasde los estudios geológicos y geotécnicos, no es posibleevaluar con precisión cada uno de los puntos señala-dos en el párrafo anterior, aunque sería de desear sumejora, ya que se reconoce ampliamente que es en laexplanación, cortes y derrumbes, donde generalmentese consumen recursos mucho mayores de los presu-puestados, en detrimento de otras obras necesariasque se postergan, o finalmente no se ejecutan, y quecasi siempre obligan a la suspensión de los trabajos,mientras se apropian los dineros adicionales requeri-dos para culminar la carretera.

En gel .eral se le da una mayor importancia a las zonasde prestamo con relación a las zonas de botadero. Enel primer caso se determinan la zona de préstamo ysus ca. acterísticas, estableciendo la distancia de aca-

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rreo, mientras en el segundo caso, no se localizan nidiseñan los sitos más adecuados, recomendando queellos se escojan durante la construcción casi siemprese termina permitiendo la práctica común de realizarel volteo sobre la ladera.

En la realidad tampoco se tienen en cuenta los méto-dos ni los equipos de excavación durante la ejecuciónde los movimientos de tierra; se suponen un procedi-miento y equipos normalizados, únicamente con elfin de realizar el análisis de precios unitarios, estable-cer las especificaciones de construcción, y calcu lar elpresupuesto de la obra.

Etapas de construcción y programas de trabajo.

Con la elaboración de los programas de trabajo se es-pera establecer el tiempo óptimo de ejecución de laobra, las cantidades y clases de maquinaria, el númerode hombres, y el total de horas-hombre. Sin embargo,las compañ ías diseñadores asumen procedimientos,equipos y rendimientos normalizados, que no corres-ponden con los empleados después en la construcción,debido a dos razones principales: los constructores noespecializan el uso de su maquinaria, y el período detiempo transcurrido entre el diseño y la construccióntiende a ser muy prolongado.

Es importante mencionar que el clima incide qrande-mente en los procesos constructivos, pero no se le damayor importancia, y como consecuencia, se generana veces grandes retrazos en las obras, especialmente enla construcción de terraplenes. Por esta razón, es ne-cesario que las obras de drenaje se programen paraser ejecutadas en la etapa inicial de la construcción,especialmente cuando se prevean lluvias, garantizandoasí la estabilidad de los taludes y facilitando los pro-cesos constructivos. Ellas incluyen las zanjas de coro-nación, que deben construirse tan pronto se concluyala excavación del corte, las cunetas preliminares a ni-vel de subrasante, y un abombamiento de la superficieexcavada o construida, para facilitar la evacuación rá-pida del agua de escorrentía.

Deficiencias en la contratación

Existen deficiencias notables en el diseño de carrete-ras, las cuales en buena parte se explican por los rela-tivamente bajos presupuestos asignados a los estudios,comparados con los de la construcción, que no permi-ten analizar en detalle los puntos críticos. Conside-rando la gran variedad de condiciones geológicas, quese presentan a lo largo de un corredor en cualquier

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parte montañosa de la Zona Andina, los altos sobre-costos por excavaciones y derumbes, y los grandes re-trasos en la culminación de las obras, deben asignarsemayores recursos a los contratos de diseños, exigien-do mejor precisión en las evaluaciones, y estudios de-tallados en los puntos críticos de estabilidad. De estamanera, los diseñadores requerirán necesariamentemas tiempo de ejecución, por lo tanto se deberánprogramar con suficiente antelación para minimizarlas presiones poi rticas, que siempre imponen la inau-guración de obras antes de finalizar el período demandato. .

La construcción de una carretera requiere de un pro-ceso de licitación y adjudicación, el cual a veces seconvierte en punto de partida de grandes problemas,al entregar una obra al contratista que presente la pro-puesta más baja, qu ien corre el riesgo de no poderterminar la obra, o finalmente, caer en bacarrotacuando no puede utilizar las debilidades de las normasconstructivas, o de los diseños deficientes para deman-dar el contrato, y en este caso; obtener grandes bene-ficios.

El tiempo transcurrido entre la licitación, la adjudica-ción y el inicio de la obra fácilmente puede ser un parde años, a veces más, lo cual permite que la maquina-ria y el equipo presentado en los pliegos de licitaciónno sean empleados en la obra.

Por otra parte, los programas de trabajo se ven influen-ciados primordiamente por las cuantías de desembol-sos hechos al contratista por el MOPT, así como porlas demoras en los pagos, que a veces sufren retrasosconsiderables, cuando se agota el presupuesto y sedebe esperar la aprobación de adiciones.

Finalmente, la minimización de los costos de la inter-ventaría ha llevado a que esta se ocupe primordialmen-te de medir cantidades de obra, con el objetivo deautorizar los pagos, y no a controlar y a contribuir enla solución de los problemas técnicos, trayendo comoconsecuencia la disminución de la calidad final de lasobras.

Deficiencias en la construcción

En la construcción de carreteras en Colombia existenalgunos procedimientos que son práctica común, yque tienen una enorme influencia en la estabilidad delos taludes. Aunque estas prácticas pueden economi-zar aigunos recursos durante la construcción, produ-cen qrandes sobrecostos de mantenimiento de la vía.Están relacionados principalmente con el inadecuado

manejo de las aguas de escorrentía e infiltración, de losescombros provenientes de la excavación, y de los ex-plosivos.

Con mucha frecuencia se realizan extensos tramos deexcavación, sin que al mismo tiempo se construyanlas obras necesarias de drenaje y contención, quedan-do expuestos los materiales de los cortes y subrasantea la erosión producida por las aguas de escorrentía einfiltración. Esto se debe a que el constructor obtieneel mejor rendimiento de su maquinaria haciéndola tra-bajar constantemente, además de que en las carreterasde alta montaña el volumen de excavación resultasiempre elevado, incrementando considerablemente elvalor de las actas mensuales de pago.

El MOPT y el Fondo Nacional de Caminos Vecinales(FNCV) especifican que las obras de explanación ylas de drenaje no pueden desfasarse una distanciamayor de dos kilómetros, pero esta norma rara vezse cumple.

Generalmente se prefiere efectuar las excavacionesdurante la época lluviosa, bajo las condiciones máscríticas para la estabilidad de los taludes de corte,pues los materiales se encuentran saturados, dejandolas épocas secas para la construcción de los terraple-nes. No obstante, como se ha dicho antes, no se leconcede mucha atención a las obras de drenaje duran-te la construcción, ya que no se diseñan, dejándolas adiscreción del interventor.

De otro lado, es práctica común durante la construc-ción de carreteras, que se abandone temporalmentela ejecución de las obras, ya sea por falta de recursos,'0 simplemente por descuido, quedando inconclusas yexpuestas a su destrucción, causada por los desliza-mientos.

Debido a que los sitos para la disposición de los dese-chos no se escogen en el diseño, se ha tomado la ten-dencia general de arrojar los sobrantes de la explana-ción en sitios cercanos a la excavación, sin someterlospreviamente a algún tratamiento. Estos sitios de bota-dero son las laderas inferiores a la banca, donde, ade-más de destruir la vegetación natural, se comprometesu estabi lidad, al producir sobrecargas concentradasque pueden activar deslizamientos sobre el planodonde se encontraba la vegetación natural, pues ellay la materia orgánica se convierten en un plano depoca resistencia.

En cuanto al uso de explosivos, la práctica de su usoen carreteras no sigue las recomendaciones suministra-

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das por normas, en buena parte debido a la dificultadde obtener los explosivos que se emplean en otrospaíses, tanto en calidad como en cantidad, optandopor aplicar en general pocas cargas concentradas pararemover grandes masas. La consecuencia desfavorablemás imporante de esta práctica es la fragmentaciónexcesiva del talud de corte, convirtiendo inestable unmaterial que sería estable si se hubieran empleado losprocesamientos recomendados por la práctica sana delos explosivos.

COSTOS DE LOS DAÑOS PRODUCIDOS POR LOSDESLIZAMIENTOS

Debido a que el MOPT no, lleva un registro sistemáti-co de las interrupciones en el tráfico, y de los costosde las reparaciones que deben acometerse para mante-ner en servicio las carreteras, es imposible cuantificarde manera aproximada el costo del impacto ambientalocasionado por su construcción. Se sabe que los desli-zamientos en las carreteras se presentan más frecuen-temente durante la construcción y los primeros añosde vida; con el tiempo generalmente tienden a decre-cer, si las condiciones naturales no se alteran antes deque lleguen a un nuevo equilibrio. Se conocen tam-bién algunos datos de costos, que permiten suponerque el costo total anual para el país es muy alto.Alonso et al (1972) estimaron el costo de los dañosproducidos por los deslizamientos más importantes,ocurridos en las carreteras durante 1971, en $300millones, equivalentes en 1990 a cerca de $9.000 mi-llones. Castro, et al (1974), basados en el informe deactividades del MOPT correspondiente al período1970 - 1972, señalan que la reparación de las vías na-cionales por los daños debidos a los deslizamientostuvo un costo de $700 millones, equivalente a $21.000millones de 1990. Montero et al (1978) indican queentre 1971 y 1973 el MOPT constató la existenciade 139 tramos inestables en el sistema vial nacional,132 de los cuales causaron interrupciones frecuentesen el tráfico, acumulando un total de 21.036 horas.Como ejemplo del costo de los deslizamientos están~!c~so de la carretera Bogotá-Medell ín, en el sectorMedellín-Puerto Triunfo, cuya construcción se inicióen 1967; en un tramo de 64.5 Km. se había pagado alconstructor hasta 1977, por concepto de deslizamien-tos, la suma de $47.8 millones, mientras que en el tra-mo restante, de 199,7 Km. se habían pagado $16.3millones. Montero et al (1978) concluyeron que enpromedio entre el 85% y el 90% de los mayores cos-tos pagados en la construcción de carreteras se debena los deslizamientos, con el costo en pesos de 1973de $11.3 millones, equivalentes hoy en día a $317millones.

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Recientemente, Aya et al (1989) analizaron los sobre-costos de la construcción de la carretera Puente Hila-Villeta (Cundinamarca) de una longitud de 23 Km.,debidos a los deslizamientos.

Aunque no fue fácil establecer el valor exacto, debidoa que para efectuar los pagos al constructor se recurrea utilizar presupuestos de otros items del contrato,donde haya disponibilidad cuando se agota el corres-pondiente a derrumbes, se estimó al sobrecosto en$84,6 millones, equivalentes al 10% del costo total dela vía. Los mismos autores encontraron que en laconstrucción del tramo dos de la carretera Sogamoso-Yopal, comprendido entre Crucero y Corinto, de unalongitud de 55.3 Km., cuya construcción se había rea-lizado en un 75%en el momento de (a evaluación (fe-brero de 1989), el item de explanación en roca tuvoun incremento de 12,6 veces, 'y el de derrumbes de13 veces, en relación con los volúmenes que se pre-vieron del respectivo contrato.

CONCLUSIONES

1. En el territorio colombiano se combian los fac-tores orográfico climático y geotécnico, con lascondiciones aportadas por el tipo y el nivel dedesarrollo, para crear situaciones favorables a laocurrencia de movimientos en masa, que afectanlas laderas de la Zona Andina. Las condicionesestablecidas por el desarrollo son las que princi-palmente desequilibran las fuerzas existentes,acelerando la desestabilización de los taludes,

2. Para reducir la cantidad y la magnitud de los des-lizamientos causados por la construcción de ca-rreteras, es necesario mejorar la calidad de los es-tudios, exigiendo mayores detalles y precisión enlos diseños. Esta necesidad es prioritaria en laZona Andina, debido a los rápidos cambios quese producen en las condiciones geológicas y geo-técnicas a lo largo de los corredores viales. Comouna ayuda valiosa para mejorar los estudios geo-técnicos, se debe realizar la zonificación geotéc-nica y de estabilidad.

3. Puesto que es imposible conocer y prever en eldiseño todos los problemas que se presentarándurante la construcción, se debe contar con in-terventorías capacitadas y experimentadas, quecontribuyan a encontrar las soluciones más ade-cuadas. Estas interventorías deben garantizarque las obras se construyan respondiendo a cro-nogramas de actividades racionales, donde se dé

prioridad a la minimización del impacto ambien-tal negativo y a la estabilidad de los taludes.

5. Las zanjas de coronación deben construirse entodos los cortes viales tan pronto se termina laexcavación, con el objeto de recoger las aguas deescorrentía y las infiltradas superficialmente,para conducirlas hasta los cauces naturales. Deesta manera se evita que durante el primer invier-no se produzca la erosión acelerada del talud decorte y su posible derrumbamiento. Con estemismo propósito, se deben implantar en el taludde corte las especies vegetales que suministren lamás rápida y eficiente cobertura, utilizando losprocedimientos más indicados.

6. Los sitos de botaderos deben seleccionarse y di-señarse en los estudios de la carretera, incluyen-do en la evaluación económica los costos queproduzca su preparación y el acarreo de los ma-teriales. La práctica común de asignar su diseñoa la interventoría ha conducido a que se botenlos desechos sobre el talud inmediatamente infe-rior, causando su inestabilidad posterior y gran-des daños ecolóqicos,

7. En general las técnicas seguidas para emplear losexplosivos en cortes rocosos son inadecuadas,dado que usan grandes cantidades de explosivosconcentrados en pocos puntos para remover am-plias masas. De esta manera se fractura excesiva-mente el material del talud de corte, volviendoinestable un talud que correctamente cortadosería estable. Estas técnicas deben mejorarse enel futuro.

8. Durante las épocas de Invierno se producen mu-chos deslizamientos en la Zona Andina, que cau-san grandes pérdidas físicas y económicas al país.Para reducirlas a un mínimo posible, es necesariobuscar la conservación del medio ambiente, con-trolando el impacto negativo de las obras, e im-plementando las medidas que contrarresten sus.efectos.

RECONOCIMIENTOS

Este trabajo resume los resultados del informe MOPT-UN 16.2 que la Universidad, a través de la Investiga-ción de Deslizamientos en la Red Vial Nacional, lepresentó al Ministerio de Obras Públicas yTransporteen 1989, así como los del Proyecto de Grado "Diseñovial. Métodos constructivos y costos", que elaboraronlos inqenieros civiles Jorge Aya y Mauricio Camargo,bajo la dirección del primer autor.

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REFERENCIAS

Alonso G., C.A., Medina, J. y, Prieto S., F.Z., (1972). Estabilidad de ta-ludes naturales. Proyecto de Grado, Departamento de Ingeniería Civil,Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá.

Aya R., J. E., y , Camargo Ch., M.H., (1989). Diseñe vial. Métodos cons-tructivos y costos. Proyecto Grado, Departamento de Ingeniería Civil,Facultad de Ingeniería; Universidad Nacional de Colombia, Bogotá.

Beltrán M., L., (1990). Characteristics of the mass movements in roadslopes in Colombia. 6th Internatlonal Congress Internatlonal Assocla-tlon of Engineerlng Geology. Balkema, Amsterdam, pp, 2093 - 2098.

Beltrán M., L, y , Corredor G., A. (19891. El uso de la vegetación enla estabilidad de taludes. Primer Simposio Suramericano de Desliza-mientos. Sociedad Colombiana de Geotecnica, Paipa, Vol. 1, pp, 411-432.

Castro V:, A, Parra V., F., y, Durán G., G., (1974). Deslizamiento en elkilómetro 38. de la carretera Bogotá-Villavicencio. Investigación de al-gunos métodos de estudio. Proyecto de Grado, Departamento de In-geniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colorn-bi a, Bogotá.

González G., A.J., (19771. Las carreteras en Colombia. Boletín Progra-ma de Investigaciones en Transporte. Facultad de Ingeniería, Universi-dad Nacional de Colombia, Bototá.

González G., A.J., y, Beltrán M., L., (19891: Investigación de desliza-mientos enlas vías colombianas. Primer Simposio Suramericano de Des-lizamientos: Sociedad Colombiana de Geotecnica, Paipa. Vol. 1, pp,663-676.

González G., A.J.,·Beltrán M., L., y, Baéz C., E.E., (19891. Característi-cas de algunos movimientos en la red vial colombiana. Primer SimposioSuramericano de Deslizamientos. Sociedad Colombiana de Geotecnia,Palpa, Vol. 1, pp 699-725.

Montero O., J., (1987). Algunos problemas geotécnicos en la construc-ción de carreteras. Ministerio de Obras Públicas y Transporte, Bogotá,16 P.

Montero O., J., y, Granados G., L.C., (1978). Nuevos aportes al enfo-que en la selección de criterios del diseño vial en Colombia. Ministeriode Obras Públicas y Transporte. Bogotá, 23 P.

Montero O .. J.,.Beltrán M., L., y, Cortés D., R., (19871. Inventario dedeslizamientis en la red vial nacional. VIII Congreso Panamericano deMecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones, Cartagena. Vol. 3, pp.137-151.

Lane, C.J.D., y, Montero O., J., (19731. Nota preliminar de los costosde construcción de carreteras en terrenos inestables MOP. TRRL, Bo-gotá,40p.

Ramírez, J. E., (1975). Historia de los Terremotos en Colombia. Segun-da edición, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 250 p.

Universidad Nacional de Colombia, (1989-1). Inventario de desliza-mientos. Análisis preliminar. Informe MOPT·UN 02.2, Investigación deDeslizamientos en la Red Vial Nacional, Bogotá, 95 p.

Universidad Nacional de Colombia, (1989-b). Criterios para la delimita-ción de zonas geotécnicamente homogéneas. Informe MOPT-UN 03.1.investigación de Deslizamientos en la Red Vial Nacional, Bogotá.

Universidad Nacional de Colombia, (1989-c). Diseño Vial. Diseño Geo-métrico e hidráulizo. Informe MOPT-UN 16.1, Vals. 1 y 2, Investiga-ción de Deslizamientos en la Red Vial Nacional, Bogotá.

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