informe final de investigaciÓn...

INFORME FINAL DE INVESTIGACIÓN

DETERMINACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LOS SISTEMAS DE CAMPOS ELEVADOS DE LA CULTURA MUISCA EN LAS LLANURAS INUNDABLES DE LA SABANA DE

BOGOTÁ.

“SUNA GÜE” UN CAMINO HACIA EL FUTURO

Presentado Por:

ANDRÉS ENRIQUE PULIDO LONDOÑO 20092180066

DIEGO ALEJANDRO PINTO MORENO

20092180088

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR EN INGENIERÍA AMBIENTAL

2016

Universidad Distrital Francisco José De Caldas

ii

DETERMINACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LOS SISTEMAS DE CAMPOS

ELEVADOS DE LA CULTURA MUISCA EN LAS LLANURAS INUNDABLES DE LA SABANA DE BOGOTÁ.

PROYECTO DE GRADO EN MODALIDAD DE PROYECTO INVESTIGACIÓN PARA OPTAR POR EL TITULO COMO: INGENIEROS AMBIENTALES

Presentado Por:

ANDRÉS ENRIQUE PULIDO LONDOÑO 20092180066

DIEGO ALEJANDRO PINTO MORENO

20092180088

Director:

Ing. Forestal HELMUT ESPINOSA Msc. En desarrollo rural

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR EN INGENIERÍA AMBIENTAL

2016


iii

“Las zanjas, zanjones y canales son las venas de la tierra, el hombre las ha tapado y por eso la

tierra está enferma.”

Taita muisca, cabildo de bosa

Humedal Santa María Del Lago (lunes 1 De febrero 2016)

“(…) el maíz se cultiva en camellones, habiendo poco más de un pie de uno a otro; hácese un

agujero con el dedo, echase dos granos de maíz y uno de frisoles, cuando los quieren sembrar,

los cuales, como van creciendo, se ciñen y abrazan con las cañas de maíz, y ansí tienen fuerza

para levantar del suelo”.

“(…) el maíz no se siembra en la tierra arada de los bueyes en este reino, sino en cierta

manera de camellones altos que hacen a mano, en medio de las aguas (…)”.

Fray pedro aguado, Relaciones de las Colonias del nuevo mundo (1575)


iv

Reconocimientos

Es de resaltar que el presente proyecto de investigación ha participado y ha sido reconocido en los

siguientes escenarios regionales, nacionales e internacionales científicos y de divulgación:

Primer puesto en el encuentro regional de semilleros de investigación 2015 Red Colsi

Entrevista para la página web oficial de la universidad distrital.

Entrevista radial para la emisora la UD estéreo para el programa Frecuencia Ambiental.

Participación meritoria en el Encuentro Nacional De Semilleros De Investigación, Cali 2015.

Segundo puesto como mejor investigación área de ingenierías en la III Copa De Ciencias, realizada

en la Ciudad de Puebla México.

Entrevista radial para la emisora Teusacá Radio.

Participación meritoria encuentro regional de semilleros de investigación Red COLSI, 2016

Participación en el Foro Internacional de Ciencia, Tecnología e Investigación, Oaxaca (México),

2016.

Participación Meritoria en el encuentro Nacional De Semilleros De Investigación Cúcuta 2016

Ponencia aprobada para la participación XXXII Encuentro De Jóvenes Investigadores, realizada en

la ciudad de Salamanca, España, 2016.

Ponencia central en el primer congreso de sostenibilidad ambiental de la universidad EAN


v

Agradecimientos

Le agradecemos a Dios, a nuestros padres y a nuestras familias, que se aguantaron toda nuestra

bulla, gritería, lágrimas y risa en medio de las largas jornadas Nocturnas; A la universidad distrital por

permitir que un Tecnólogo En Gestión Ambiental y un Tecnólogo En Saneamiento Ambiental se

volvieran Ingenieros Ambientales.

Al profe Helmut y la profe Luz Dary, por la paciencia, apoyo y guía a lo largo de todo el proceso por

creer en nosotros y alentarnos a seguir, que al permitirnos hacer parte del DRM, nos hicieron crecer

como investigadores, de igual manera a los integrantes del semillero DRM, que con sus críticas,

opiniones y sugerencias nos mostraron por donde iba la vaina. Al arqueólogo Alexander Herrera,

gracias a sus investigaciones en recuperación de tecnologías indígenas marco el rumbo de nuestro

proyecto. A la arqueóloga Ana María Boada cuyas investigaciones en la sabana de Bogotá, opiniones

sobre nuestra investigación y apoyo le dio estructura a la investigación. Al ingeniero José Solano, a la

licenciada Victoria Reales y el licenciado Carlos Hernández que fueron pieza clave para nutrir,

desarrollar y construir este documento.

A todos los que de alguna manera creyeron en nuestra investigación y nos dieron su apoyo,

compañeros y amigos que nos acompañaron, ayudaron y nos aconsejaron en todo este proceso en

especial a Andrés, Cindy, Carolina y Walter que nos acompañaron durante el camino y están en

nuestros corazones. A nuestras amigas, Mayen Paola (alias Mayenasa) y Vivian Julieth (alias

vivianilina) por ser cómplices del conocimiento, alcahuetas del sufrimiento y participes de nuestras

dichas.

Finalmente le agradecemos a la Pacha Mama y los ancestros que nos permitieron penetrar en sus

secretos y adentrarnos en los caminos del Suna Gue.


vi

Tabla de Contenido

Resumen ...................................................................................................................................................1

Abstract ....................................................................................................................................................2

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................3

1. OBJETIVOS ........................................................................................................................................5

1.1. Objetivo General: .....................................................................................................................5

1.2. Objetivos Específicos: ...............................................................................................................5

2. MARCOS DE REFERENCIA .................................................................................................................6

2.1. Antecedentes ...........................................................................................................................6

2.2. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL ...................................................................................................8

2.2.1. Características geográficas de la cuenca media del río Bogotá ...........................................8

2.2.2. Agricultura de Inundación ....................................................................................................9

Definición de la Agricultura de Inundación ..............................................................................9

Distribución de la Agricultura de Inundación en el mundo .................................................. 10

2.2.3. Sistemas de Campos Elevados (Camellones) .................................................................... 11

Distribución en el mundo de los sistemas de campos elevados ........................................... 11

Partes de un sistema de campos elevados ........................................................................... 11

Clasificación de los Campos Elevados .................................................................................. 12

Funciones y servicios de un sistema de Campos Elevados ................................................... 14

Ubicación general de los sistemas de campos elevados en Colombia ................................. 15

2.2.4. Sistemas de Campos Elevados Muiscas ............................................................................ 16

Ubicación general de los sistemas de campos elevados Muiscas ......................................... 16

Clasificaciones de los Sistemas de Campos Elevados Muiscas.............................................. 17

2.2.5. Concepto de los Sistemas de Campos Elevados Muiscas para esta investigación ............ 19

2.2.6. Análisis descriptivo multivariado ...................................................................................... 19

2.2.7. Flujo en canales abiertos ................................................................................................... 21

2.2.8. Modelación Hidráulica ...................................................................................................... 21

3. METODOLOGÍA .............................................................................................................................. 23

3.1. Proceso Metodológico ......................................................................................................... 24

3.2. Etapas Metodológicas ........................................................................................................... 29

1. Iguaque - Origen .................................................................................................................... 29

2. Bachue - Creación .................................................................................................................. 30

3. Bochica - El Ascenso ............................................................................................................. 34


vii

4. Bacatá - Cosecha .................................................................................................................. 49

5. Análisis y Conclusiones .......................................................................................................... 54

3.3. Herramientas Metodológicas ................................................................................................ 55

3.4. Instrumentos Metodológicos ................................................................................................ 56

4. CARACTERIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CAMPOS ELEVADOS MUISCAS. ................................... 57

4.1. Información recopilada ......................................................................................................... 57

4.2. Definición Del Área De Estudio ............................................................................................. 59

4.2.1. Clasificación de los Camellones Muiscas ....................................................................... 59

4.2.2. Caracterización física de las áreas seleccionadas.......................................................... 63

5. PARAMETRIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CAMPOS ELEVADOS ................................................... 65

5.1. Variables seleccionadas......................................................................................................... 65

5.2. Tipificación de los sistemas de campos elevados ................................................................. 65

5.2.1. Síntesis de identificación de patrones........................................................................... 66

5.2.2. Reconstrucción artificial de la geometría del canal ...................................................... 67

5.3. Cálculo de rugosidad ............................................................................................................. 73

5.4. Estimación de pendiente ....................................................................................................... 73

5.5. Cálculo de caudal y velocidad de flujo .................................................................................. 73

5.6. Síntesis de los valores finales de las variables para la modelación ....................................... 74

6. MODELACIÓN ................................................................................................................................ 76

6.1. Generación del modelo de elevación .................................................................................... 76

6.2. Modelado de los prototipos .................................................................................................. 79

6.2.1. Descripción del comportamiento hidráulico de los prototipos .................................... 79

7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ......................................................................................................... 82

7.1. Análisis por Etapas Metodológicas ........................................................................................ 82

7.1.1. Iguaque & Bachue (Caracterización) ............................................................................. 82

7.1.2. Bochica (Parametrización) ............................................................................................. 86

7.1.3. Bacatá (Modelación) ..................................................................................................... 88

Análisis de comportamiento hidráulico ................................................................................ 89

7.2. Matriz Arqueo-Tecnológica ................................................................................................... 95

7.2.1. Calificación De La Matriz ............................................................................................... 95

7.2.2. Análisis de la Matriz ...................................................................................................... 97

7.2.3. Síntesis de la Matriz .................................................................................................... 101

7.3. Modelo general de la investigación. ................................................................................... 102

7.4. Discusión sobre la Arqueología Tecnológica ....................................................................... 103

8. CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 104


viii

9. RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 108

Bibliografía .......................................................................................................................................... 109

Listado de Tablas

Tabla 1 Partes de un sistema de campos elevados. .............................................................................. 12

Tabla 2 Clasificación por patrones de diseño de los sistemas de campos elevados ............................. 13

Tabla 3 Fuente De Abastecimiento De Agua De Los Sistemas De Campos Elevados ............................ 14

Tabla 4 Funciones de un sistema de campos elevados ......................................................................... 15

Tabla 5 Clasificación según estructura de los campos elevados muiscas. ............................................ 17

Tabla 6 Clasificación de los campos elevados muiscas según la forma. ............................................... 18

Tabla 7 Matriz Metodológica ................................................................................................................ 27

Tabla 8 Lista de fotos utilizadas para la digitalización de cada tipo de camellón. ................................ 31

Tabla 9 Descripción de los mapas de la caracterización física de los predios seleccionados. .............. 32

Tabla 10 Matriz cualitativa de selección de variables de parametrización de los SCEM. ..................... 36

Tabla 11 Matriz de selección de software de modelamiento hidráulico .............................................. 37

Tabla 12 Pendientes laterales de canales trapezoidales en varios tipos suelo. .................................... 46

Tabla 13 Valores de n Para Cálculo De Rugosidad De Cowen ............................................................... 47

Tabla 14 Proceso de generación del DEM ............................................................................................. 50

Tabla 15 Resumen de entrevistas y visitas relevantes en la investigación. .......................................... 57

Tabla 16 Matriz Clasificación De Los Camellones. ................................................................................ 60

Tabla 17 Lugares visitados durante el reconocimiento de campo. ....................................................... 63

Tabla 18 Resumen de las principales características físicas de cada área. ........................................... 64

Tabla 19 resumen de medidas estándar con los valores de agrupaciones para cada tipo de camellón.

............................................................................................................................................................... 66

Tabla 20 Resumen de medidas establecidas de profundidad para cada tipo de camellón. ................. 69

Tabla 21 Relación profundidad base de canal ...................................................................................... 70

Tabla 22 Dimensiones la sección transversal de los prototipos ........................................................... 71

Tabla 23 Valores Calculados De Rugosidad Para Cada Tipo De Camellón. ........................................... 73

Tabla 24 Resumen de pendientes para cada prototipo de canal. ......................................................... 73

Tabla 25 Resumen de datos de variables preliminares de modelado. ................................................. 75

Tabla 26 Imágenes DEM de cada prototipo .......................................................................................... 76


ix

Tabla 27 Imágenes de las líneas de corte de para cada DEM ............................................................... 78

Tabla 28 Valores obtenidos para los prototipos ................................................................................... 80

Tabla 29 Valores y Graficas Obtenidos Para Prototipos ....................................................................... 81

Tabla 30 Componentes De Desde El Enfoque Sistémico De Los Sistemas De Campos Elevados

Muiscas. ................................................................................................................................................. 84

Tabla 31 Valores de comportamiento hidráulico .................................................................................. 89

Tabla 32 Función hidráulica analizada .................................................................................................. 96

Tabla 33 Calificación relaciones hidráulicas .......................................................................................... 96

Tabla 34 Calificación de importancia de la variable. ............................................................................. 97

Tabla 35 Matriz de resumen por variables............................................................................................ 97

Tabla 36 Correspondencia de función por prototipo ............................................................................ 98

Tabla 37 Resumen de calificación de variable vs prototipo .................................................................. 99

Tabla 38 Correspondencia de variable por prototipo ........................................................................ 100

Listado de Ilustraciones

Ilustración 1 Localización geográfica de la cuenca media ........................................................................8

Ilustración 2 Esquema de un sistema de campos elevados .................................................................. 12

Ilustración 3 Estado de un Predio identificado en 1956 Con Camellones Muíscas en la Sabana De

Bogota (Camellones Lineales) actualmente paradero del SITP. ........................................................... 16

Ilustración 4 Sección de digitalización para la generación digital de los canales. ............................... 42

Ilustración 5 Verificación de líneas de corte en Hec-RAS ...................................................................... 52

Ilustración 6 Asignación de valores de tirante hidráulico para cada prototipo .................................... 52

Ilustración 7 Visualización De Graficas De Comportamiento en Hec-RAS ............................................ 53

Ilustración 8 Verificación De Datos De Modelado. ............................................................................... 53

Ilustración 9 Área de estudio con los 4 predios seleccionados ............................................................. 59

Ilustración 10 Estado actual de los camellones en Suba y Funza. ......................................................... 67

Ilustración 11 Partes de la geometría de un canal trapezoidal ............................................................ 68

Listado de Esquemas

Esquema 1 Distribución de la Agricultura de Inundación en el mundo. ............................................... 10

Esquema 2 Enfoque Metodológico ...................................................................................................... 24

Esquema 3 Proceso Metodológico ........................................................................................................ 26


x

Esquema 4 Modelo básico de entrevista semi-estructurada para entrevistas con expertos. .............. 29

Esquema 5 Contenido de la ficha de caracterización. .......................................................................... 34

Esquema 6 Etapas del proceso de parametrización. ............................................................................ 35

Esquema 7 Patrones de camellones y diferentes medidas de largos y anchos .................................... 40

Esquema 8 Partes de la morfología del canal ....................................................................................... 41

Esquema 9 Información de la tabla para la definición de la profundidad de los canales. .................... 45

Esquema 10 Referencias de alturas de flujo de agua para cálculo de caudal ..................................... 74

Listado de Gráficos

Gráfica 1 Histograma De Agrupación De Datos De Canales Tipo Damero ............................................ 43

Gráfica 2 Agrupación De Datos Por Similitud Para Canales Tipo Damero. ........................................... 44

Gráfica 3 Comparación De Valores De Fuerza Específica De Los Prototipos. ....................................... 89

Resumen

De manera exploratoria esta investigación aborda la validación de tecnologías como herramienta

para la recuperación de tecnologías ancestrales que posibiliten dar soluciones a las problemáticas

ambientales actuales; de esta manera, se determinó el comportamiento del flujo del agua en los

canales que componen los sistemas de campos elevados Muiscas, a partir, de un modelo paramétrico

tomando como estudio de caso la sabana de Bogotá (Colombia), considerando su comportamiento

como el de un canal abierto lo que posibilita la comparación de sus variables de flujo.

El estudio se desarrolló en tres etapas: caracterización de los sistemas a partir de su conocimiento

actual, parametrización del sistema mediante la aplicación de un análisis multivariado tomando

como base la información arqueológica para la reconstrucción del sistema y modelación de los

canales a través de un modelo digital de elevación de terreno.

La investigación aporta en la construcción del conocimiento de la tecnología extinta de sistemas de

campo elevados ya que logró definir la geometría que la caracteriza, además de proponer y aplicar el

término de “Arqueología Tecnológica” como una metodología para la recuperación de las tecnologías

ancestrales sostenibles.

Palabras clave: Sistemas de campos elevados muiscas, Arqueología tecnológica, Canal abierto,

Análisis multivariado, Modelo paramétrico.


2

Abstract

In an exploratory way, this research addresses the validation of technologies as a tool for the

recovery of ancestral technologies that enable solutions to current environmental problems; In this

way, the behavior of the water flow in the channels composing the Muiscas elevated field systems

was determined from a parametric model, taking as a case study the savanna of Bogotá (Colombia),

considering its behavior as the one of An open channel which makes it possible to compare its flow

variables.

The study was developed in three stages: characterization of the systems based on their current

knowledge, parameterization of the system by applying a multivariate analysis based on

archaeological information for the reconstruction of the system and modeling the channels through a

model Digital terrain elevation.

The research contributes in the construction of the knowledge of the extinct technology of elevated

field systems since it managed to define the geometry that characterizes it, in addition to proposing

and applying the term "Technological Archeology" as a methodology for the recovery of sustainable

ancestral technologies.

Key words: Muiscas elevated field systems, Technological archeology, Open channel, Multivariate

analysis, Parametric model.


3

INTRODUCCIÓN

Hoy el Cambio Climático Global se muestra como uno de los grandes problemas1 de la humanidad,

en el cual Colombia debe enfrentar los compromisos y desafíos que conlleva la adaptación y la toma

de medidas necesarias para la mitigación de los impactos asociados al Calentamiento Global. Sus

efectos son notorios a nivel regional, en la sabana de Bogotá por ejemplo, se observa como año a

año se generan millonarias pérdidas debido a los daños que causan las inundaciones, estas se han

venido aumentado y acelerando por efectos del calentamiento global y factores como el manejo

ineducado al que han sido sometidos los suelos con actividades como ganadería intensiva,

agricultura y urbanización, donde se han intervenido los cauces de los ríos alterando los procesos

naturales de regulación que se llevan a cabo en la cuenca (Preciado, Leal, & Almanza, 2005).

Colombia cuenta con vestigios de tecnologías ancestrales de gran complejidad como los sistemas de

camellones Muiscas y Zenúes, de los que se han iniciado diversos procesos de investigación,

recuperación y aprovechamiento tecnológico (Valdez & Yepez, 2006) (Herrrera, 2008), los cuales

apuntan al uso sostenible de los recursos y mitigación de efectos por el cambio climático. Bajo esta

misma línea, en países como Ecuador, Perú y Bolivia se han venido desarrollando procesos de

recuperación de tecnologías o conocimientos ancestrales, que buscan recuperar y dignificar la

memoria ancestral perdida como parte de un proceso de reparación histórica y ambiental.

Aunque se ha avanzado en la investigación de sistemas de camellones, la mayoría se enfoca en las

condiciones sociales, arqueológicas o geográficas que facilitaron su desarrollo, pero no se identifican

estudios de modelación o pruebas piloto de funcionamiento hidráulico para los mismos. Teniendo en

cuenta lo anterior, esta investigación se enfocó en la consolidación de esta práctica, que permitiese

su análisis y funcionalidad para identificar las potencialidades como herramienta para el manejo de

suelos anegados y de mitigación de fenómenos naturales como las inundaciones en nuestro país.

1 Según el Foro Económico Mundial (FEM)que indica en el “Global Risks Report 2016”, el riesgo con más impacto para la próxima década es, por primera vez, "la falta de mitigación y adaptación al cambio climático", que, en un mundo cada vez más interconectado, tiene graves consecuencias, como "crisis alimentarias y migraciones masivas"


4

Uno de los puntos de partida de la investigación, se denominó “Arqueología Tecnológica”2, como una

herramienta metodológica propuesto desde la Ingeniería Ambiental de la Universidad Distrital para

comprender las prácticas y técnicas ambientalmente sostenibles usadas en el pasado precolombino,

utilizando para su reconstrucción, información obtenida por los registros arqueológicos conformados

por las investigaciones realizadas por expertos como Silvia Broadbent (1968), Inés Cavelier(2003) y

principalmente Ana María Boada (2006) y herramientas de la ingeniería.

Así pues, como lo plantea Herrera (2008) y Castro & Colaboradores (2003), el proceso de

formalización de este tipo de estudios es conocer a partir de criterios técnicos, el funcionamiento

hidráulico de estos sistemas y su interacción con el entorno, siendo la base de su efectividad y donde

surge la necesidad de sistematizar o aplicar un modelo para entender su comportamiento.

Bajo esta línea, el tipo de modelación que se propuso para la recuperación del sistema de terrazas y

canales, corresponde a uno que contempla previamente una reconstrucción de los mismos, ya que

actualmente no existen y se realizaron las estimaciones de sus dimensiones y características a partir

de información arqueológica.

De esta manera y siguiendo las iniciativas y líneas de trabajo del Semillero de Investigación Desarrollo

Ruralidad y Municipio de la Universidad Distrital, este proyecto busca a través de la validación

tecnológica, abordar la nueva ruralidad desde lo autóctono, como estrategia para lograr un

desarrollo territorial ajustado a las necesidades propias que exige la población y el territorio,

reivindicando nuestro pasado y desarrollando un nuevo campo de investigación en la ingeniería

ambiental.

2 La Arqueología Tecnológica es una herramienta metodológica, la cual busca la recuperación del conocimiento de las prácticas ancestrales ambientalmente sostenibles para que sean reconocidas como tecnologías, a través del sometimiento de éstas a la evaluación técnica por medio de métodos racionales.


5

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo General:

Describir el comportamiento del flujo de agua en los canales abiertos que componen los sistemas de

campos elevados Muiscas a partir de un modelo paramétrico en 4 áreas de la cuenca media del río

Bogotá.

1.2. Objetivos Específicos:

Caracterizar los sistemas de campos elevados de origen Muisca de la sabana de Bogotá de los

sectores adyacentes al río Bogotá.

Parametrizar las condiciones técnicas del funcionamiento de los canales que componen los

sistemas de campos elevados.

Modelar los comportamientos hidráulicos de los sistemas de campos elevados de la cultura

muisca.


6

2. MARCOS DE REFERENCIA

A continuación se presentan los marcos de referencia para esta investigación en primer lugar se

presentan los antecedentes donde se realiza una breve descripción de las investigaciones más

relevantes acerca de los sistemas de campos elevados en Colombia y en la sabana de Bogotá.

Después se presenta el marco teórico conceptual donde se desarrollan los referentes teóricos

relevantes para la investigación.

2.1. Antecedentes

Los sistemas de campos elevados o camellones3, son tecnologías precolombinas de manejo integral

del suelo, que están en proceso de recuperación y vienen siendo reportadas por arqueólogos y

geógrafos desde la década de 1960, en planicies anegables de casi todo el continente, incluidas

extensiones de cientos de miles de hectáreas en la costa de Guayas, el Altiplano de Titicaca y los

Llanos de mojos (Herrrera, 2008).

Desde la segunda mitad de la década de los ochentas empezaron las investigaciones arqueológicas

en las técnicas de los indígenas americanos para el cultivo del suelo. Países en América latina como

Ecuador, Perú, México y Bolivia han sido líderes en las investigaciones y en los proyectos de

recuperación de las tecnologías ancestrales; aunque en Argentina, Uruguay, Chile y Colombia

también hay algunas investigaciones en el tema (Valdez & Yepez, 2006).

El antropólogo Alexander Herrera (2008), ha realizado varias investigaciones sobre los sistemas

agrícolas ancestrales en los Andes centrales enfocándose en las implicaciones sociales y culturales de

su implementación realizado con el centro de investigación andina del Perú (PUNKU), y la

Universidad de los Andes. Investigación que fue plasmada en su libro “LA RECUPERACIÓN DE LAS

TECNOLOGÍAS INDÍGENAS” en el 2011.

3Llamados también dependiendo del lugar de Latinoamérica donde se desarrollaron pijales, waru-waru, sukakollu, o según

los muiscas suna-gue.


7

Por otro lado, el investigador, Sneider Rojas M (2008), ha llevado a cabo investigaciones en la

depresión Momposina, acerca del manejo del espacio y la distribución del sistema de camellones de

la cultura Zenú y aprovechamiento de los recursos en la cuenca baja del río san Jorge, en

colaboración con el ministerio de agricultura y el plan nacional de lucha contra la desertización.

Investigación que fue publicada en el artículo: Manejo Del Espacio Y Aprovechamiento De Recursos

En La Depresión Momposina, Bajo Río San Jorge (Rojas & Montejo, 2006).

La primera referencia relevante acerca del sistema de campos elevados en la sabana de Bogotá la

realiza la arqueóloga Silvia Maguerite Broadbent en 1968 en su artículo: A Prehistoric Field System In

Chibcha Territory, Colombia, donde identifica, lo que ella denomina “cropmarks” o marcas de surco

que fueron identificadas a partir de fotografías aéreas de la sabana de Bogotá del instituto geográfico

Agustín Codazzi, para luego en 1971-72 realizar excavaciones arqueológicas en la zona (Broadbent,

1968).

Inés Cavelier, arqueóloga del instituto Humboldt (2003), ha desarrollado trabajos a partir de

investigaciones realizadas por otros arqueólogos como Ana María Boada en el 2002, sobre las

formas uso del paisaje durante la ocupación indígena donde identifico cuatro espacios de uso

diferenciados registrados en el documento: Perspectivas Culturales Y Cambios En El Uso Del Paisaje

En La Sabana De Bogotá En Colombia Siglos XVI Y XVII (Cavelier, 2006).

La arqueóloga Ana María Boada (2006) en colaboración con la fundación ERIGAIE y el ICANH, ha

realizado investigaciones en la sabana de Bogotá analizando los patrones de asentamiento Muisca y

su relación con la ubicación de los sistemas de camellones, estas fueron publicadas en el libro:

Patrones De Asentamiento Regional Y Sistemas De Agricultura Intensiva En Cota Y Suba, Sabana De

Bogotá.

En el ámbito institucional Colombia se ha comprometido constantemente a nivel internacional en la

conservación y protección del medio ambiente, pero son pocas las medidas serias y formales que se

realizan en pro de ello, por ejemplo, en programas como el “plan de acción nacional de lucha contra

la desertización y la sequía” del entonces denominado Ministerio de Ambiente y Desarrollo

Territorial del año 2008, que planteó como alternativas de mitigación, la adopción o recuperación de

conocimientos ancestrales que impliquen un manejo inteligente del territorio, sin embargo no se

encuentran registros de proyectos por parte del gobierno que desarrollen estas iniciativas.


8

2.2. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL

En esta parte del proyecto se abarcan varios conceptos básicos que sirven para dar una idea precisa

sobre los elementos estructurales que aborda esta investigación empezando con una aproximación

al área de estudio, después se abordan los conceptos de: agricultura de inundación, campos

elevados, análisis descriptivo multivariado, flujo de canales abiertos y modelación hidráulica, que son

el eje técnico que de la investigación.

2.2.1. Características geográficas de la cuenca media del río Bogotá

La cuenca media del río Bogotá se ubica en lo que se conoce como sabana de Bogotá y la zona

montañosa que la rodea. La Sabana de Bogotá está ubicada en el Departamento de Cundinamarca,

en la zona axial de la Cordillera Oriental y comprende la Cuenca Hidrográfica Alta y media del río

Bogotá; fisiográficamente está conformada por un altiplano o superficie plana con una altura

promedio de 2.600 m.s.n.m., la cual es rodeada por montañas con alturas hasta los 3.600 m.s.n.m.

Ilustración 1 Localización geográfica de la cuenca media

Fuente: Autores, 2016

Las características fisiográficas de la cuenca media del río Bogotá son muy variadas diferenciándose

principalmente dos: la zona de sabana y la zona montañosa. En el anexo 1 se presenta una tabla

donde se resumen las principales características geográficas como: geología, fisiografía, clima,

vegetación y morfología.


9

2.2.2. Agricultura de Inundación

En el desarrollo de este proyecto de investigación se hizo necesaria la construcción de un referente

teórico que agrupara aquellas experiencias de agricultura donde el hombre se adaptó a procesos

naturales como los ciclos de inundación. En este sentido la FAO (Organización de las Naciones Unidas

Para la Alimentación Y La Agricultura, 2002) Utiliza el término “Agricultura de secano” para referirse

a la agricultura desarrollada en áreas con déficit de lluvia, zonas secas o con regímenes irregulares de

lluvias donde es necesario el almacenamiento de grandes cantidades de agua para su desarrollo, sin

embargo este concepto deja por fuera las prácticas desarrolladas en entornos con exceso de agua o

como las desarrolladas en medio de ríos y lagos en zonas con una alta pluviosidad en ciertas épocas

del año, en este sentido se eligió utilizar el término de Agricultura de Inundación, que abarca de

manera más íntegra el enfoque tecnológico que estudia este proyecto y que se define para esta

investigación como se muestra a continuación.

Definición de la Agricultura de Inundación

Es así como se define para este proyecto a la agricultura de inundación a todas aquellas prácticas que

diferentes civilizaciones utilizaron a lo largo de la historia, alrededor del planeta para adaptar sus

técnicas de agricultura a los procesos de inundación o de mejoramiento de suelos ya sea por exceso

(suelos mal drenados) o déficit (suelos muy secos en zonas áridas).Bajo este concepto se proponen

tres tipos de agricultura de inundación según su grado de intervención en el paisaje:

A. Natural: sin modificaciones severas del paisaje, como la utilizada por los egipcios que

aprovechaban la riada del Nilo.

B. Mixta: con modificaciones mínimas del paisaje aprovechando la morfología natural, como las

terrazas inundables de cultivo de arroz en Yunnan en China.

C. Artificial: con una intervención moderada a media del paisaje como, las técnicas de

camellones o sistemas de campos elevados desarrollados en Latinoamérica, uno de los

ejemplos de intervención del paisaje más importante se da en los sistemas de campos

elevados construidos por la cultura Zenú en la cuenca del río san Jorge en la región conocida

como depresión Momposina en Colombia.


10

Distribución de la Agricultura de Inundación en el mundo

Bajo el término de agricultura de inundación se encuentran varias experiencias desarrolladas

alrededor de mundo, el siguiente esquema (1) resume de manera general la distribución mundial de

este grupo de prácticas.

Esquema 1 Distribución de la Agricultura de Inundación en el mundo.


En el anexo 2 de este documento se encuentra una descripción del concepto, donde se detalla el

esquema de la distribución y se habla acerca del desarrollo de la agricultura de inundación alrededor

del mundo.


11

2.2.3. Sistemas de Campos Elevados (Camellones)

Desde su descubrimiento en la década de los sesentas varios autores han realizado numerosos

estudios sobre los sistemas de campos elevados y han generado varias definiciones, entre ellas la

referida por Denevan y Turner (1974), definiendo los sistemas de campos elevados o camellones

como una preparación de terreno que involucra la transferencia de materiales terrosos para elevar el

nivel del suelo sobre la superficie del entorno natural generando un sistema de canales y surcos en

los terrenos inundables que facilita el flujo de agua por estos, que se realiza con el fin de mejorar las

condiciones de cultivo, especialmente cuando hay un drenaje deficiente del suelo.

Por otro lado, Herrera (2008), considera que los campos elevados son una técnica de manejo del

paisaje que permite aprovechar los recursos que brindan las sabanas de inundación para la

producción agrícola, mientras brinda servicios ambientales tales como: la regulación climática,

regulación de caudales, control de inundaciones y la conservación de la biodiversidad.

Distribución en el mundo de los sistemas de campos elevados

Según Erickson (1985), los sistemas de campos elevados o camellones tuvieron una distribución

mundial encontrando ejemplos de ellos en Norteamérica, África, Oceanía y Nueva guinea, sin

embargo el sitio de mayor desarrollo fue la América precolombina donde hay vestigios de siembra

por camellones desde México hasta la Patagonia, pasando por Guatemala, Belice, Costa Rica,

Colombia, Venezuela, Brasil, Perú, Ecuador y Bolivia donde tuvieron un amplio uso y desarrollo.

Partes de un sistema de campos elevados

Para describir Las partes que componen un sistema de campos elevados se utilizó la descripción de

Clark Erickson (1985), para los waru-waru (sistemas de campos elevados bolivianos), que se toma de

manera general como los componentes principales del sistema. En su investigación Erickson

define las siguientes partes (tabla 1):


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Tabla 1 Partes de un sistema de campos elevados. NOMBRE DESCRIPCIÓN

Terraplenes Son los terrenos de cultivo construidos sobre una superficie de terreno.

Canales Es una zanja construida para que el agua se almacene y distribuya en toda el área del sistema.

Muro del terraplén El terraplén tiene un muro que cumple la función de contener la tierra del relleno de la cama de cultivo

Patillas del Terraplén El terraplén tiene una patilla que cumple la función de darle estabilidad y duración a toda la estructura del terraplén

Cama de Cultivo Formada por la mezcla de tierra, dela capa útil de suelo

Pared del Canal (talud o chaflan).

El terraplén tiene un talud, que cumple la función de evitar el desgaste de las paredes del canal y darle estabilidad a toda la estructura del camellón

Tabiques o Chacas del Canal

El canal tiene tabiques cuya función es acumular agua en cada parte del canal, asegurando que este distribuida por igual en todo el sistema

Canales de Ingreso de Agua

Son canales cuya función es permitir que el agua ingrese al sistema.

Canales de Salida de Agua Son los canales cuya función es eliminar los excesos de agua

Fuente: Adaptado de (Ramos & Concha, 1992) Habilitación Uso y Manejo de Waru-Waru.

La ilustración 2 muestra las partes principales de un de un sistema de campos elevados: la cama de

cultivo, el terraplén y el canal.

Ilustración 2 Esquema de un sistema de campos elevados


Clasificación de los Campos Elevados

A continuación se presentan las clasificaciones de los sistemas de campos elevados según forma y

fuente de abastecimiento.


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A. Según la Forma

A partir de los trabajos de Erickson y Garaycochea (1986), en las llanuras del Titicaca los sistemas de

campos elevados fueron caracterizados de acuerdo a sus formas y tamaños (patrones de

diseño). Como se muestra a continuación en la siguiente tabla (2):

Tabla 2 Clasificación por patrones de diseño de los sistemas de campos elevados TIPO DESCRIPCIÓN IMAGEN

DAMERO ABIERTO

Camellones Cortos de disposición

ajedrezada, se agrupaban de 3 a 5

unidades en cada disposición.

LINEAL

Se construyen sobre llanura suelen

tener de cien a mil metros de largo

REPRESADO

Rodeados por un Jarillón o presa

para conservar el agua

QOCHA

Se construyen aprovechando

laguna o manantiales

FLUVIAL - CAÑO

Se construyen cerca de ríos para

aprovechar sus inundaciones.

CURVILÍNEO

Se construyeron adaptándose a la

morfología del paisaje

Fuente: adaptado de (Erickson, 1985) Agricultura Por Camellones En La Cuenca Del Lago Titicaca, Aspectos Técnicos Y Su Futuro.

B. Por fuente de Abastecimiento


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A partir de los trabajos desarrollados por el PELT4, los waru-waru son definidos de acuerdo a su

fuente de abastecimiento de agua. Tal enfoque considera tres sistemas (tabla 3):

Tabla 3 Fuente De Abastecimiento De Agua De Los Sistemas De Campos Elevados

Fuente: adaptado de (Ramos & Concha, 1992)HABILITACIÓN USO Y MANEJO DE WARU-WARU.

Funciones y servicios de un sistema de Campos Elevados

A partir de los estudios realizados por investigadores como Denevan & Turner (1974) y Erickson

(1985) sobre los sistemas de campos elevados principalmente los bolivianos, se han podido

determinarlas principales funciones y servicios que prestan estos sistemas, entre ellas se encuentran

(tabla 4):

4 Proyecto especial lago Titicaca, 1992, proyecto binacional desarrollado por Bolivia y Perú para la conservación de cultural y ambiental de lago Titicaca

SISTEMA CARACTERÍSTICA

SISTEMA PLUVIAL

Son camellones que se caracterizan por abastecerse de Humedad mediante la

acumulación por escurrimiento del agua proveniente de precipitaciones. Este sistema

corresponde a micro cuencas que permiten la acumulación del agua de lluvia y en las

que no es posible el abastecimiento con agua de río. Este tipo de camellones se

encuentran ubicados en las partes elevadas, por lo que se les asocia con los años

lluviosos, años adecuados –por consiguiente- para la utilización de este sistema de

camellones. Sin embargo, en ellos, es necesario la regulación del ingreso y salida del

agua de escurrimiento que acumulan.

SISTEMA FLUVIAL

Su característica principal es la de abastecerse de agua, directamente, de pequeños

ríos o por medio de canales derivados de los ríos más próximos. Las características de

este sistema hacen posible el cultivo de camellones todos los años, sobre todo, en

años de sequía.

SISTEMA LACUSTRE

Son los camellones que se encuentran en la ribera del Lago y tienen como fuente de

alimentación las aguas del mismo. Dadas las características de la precipitación pluvial,

el nivel del lago varía en cada campaña agrícola. Dicha variación oscila entre 0 y 1.5 m.

La presencia de años de severa sequía e inundación, hace recomendable el uso de

este sistema en años aparentemente normales.


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Tabla 4 Funciones de un sistema de campos elevados

Funciones

primarias

- Control del agua, sin duda alguna esta es la principal función de un sistema de campos

elevados, poder manejar la cantidad de agua en un determinado terreno, este punto

incluye dos enfoques: control del agua para drenaje, en suelos anegados y mal drenados,

y control del agua para conservación en suelos secos o con déficit del recurso hídrico.

- Producción de abono natural, gracias a los procesos de descomposición y recirculación

de nutrientes que se dan en los canales es posible obtener de manera constante abono

natural rico en nutrientes.

- Modificación micro climática, esta función que valida la existencia de estos sistemas en

muchos lugares de los andes donde el cambio drástico es problema para el desarrollo de

cultivos.

Funciones

secundarias

- Creación de hábitats para vida silvestre y conservación, la creación de ecosistemas

anfibios en los sistemas de campos elevados favorece la reproducción y conservación de

numerosas especies de aves, reptiles mamíferos e insectos así como de gran diversidad

de plantas.

- Control de plagas y malezas, esta se da de dos formas: las barreras físicas que producen

los canales para evitar su propagación y el control biológico que ejercen las especies que

habitan en el ecosistema creado en los canales.

- Aprovechamiento de caza y pesca, gracias a la fauna que albergan y a la disposición de

estos sistemas es posible aprovechar de variedades de peces que se adaptan fácilmente

a las condiciones del canal y varias especies de aves.

Beneficios

- Mejora el índice de diversidad de especies

- Aumenta la producción de biomasa de un área

- Disminuye el riesgo de daño por heladas en los cultivos

- Mejora los microclimas lo que beneficia la producción agrícola

- Requieren poco capital en su desarrollo

- Aumentan la producción de los cultivos

- Controlan problemas relacionados con suelos salinizados

Fuente: Adaptado de (Erickson, 1985)

Ubicación general de los sistemas de campos elevados en Colombia

En Colombia la ubicación de los sistemas de campos elevados fue variada, unos se ubicaban en las

estribaciones de los valles fríos, sobre lomas muy bien irrigadas; otras se dispersaban sobre los

cañones interandinos que desembocan en los llanos Orientales, y en los valles de los ríos Cauca y


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Magdalena, de clima templado. Las áreas más utilizadas en labores agrícolas fueron las partes planas

no inundables que se fueron recuperando en la medida que se reducía la pluviosidad, favoreciendo la

ubicación de cultivos en cotas de nivel cada vez más bajo. El agua la controlaban mediante zanjas y

camellones elaborados a mano, algunos de cuyos relictos aún se encuentran en la Sabana de Bogotá,

en el valle del Dorado, Calima y en la región Sinú (Rodriguez Cuenca, 2006).

2.2.4. Sistemas de Campos Elevados Muiscas

Los sistemas de campos elevados muiscas fueron una técnica usada por los Muiscas en la sabana de

Bogotá como una respuesta adaptativa a las condiciones locales de carácter anegado, con el fin de

darle un manejo al exceso de agua para ser aprovechado y regulado en la implementación de cultivos

y aprovechamiento pecuario (Baquero, 2005) (Boada, 2006).

Ubicación general de los sistemas de campos elevados Muiscas

Los sistemas de campos elevados muiscas se distribuyeron a lo largo de todo el territorio muisca y

sobre la cuenca del río Bogotá, se pueden observar a través de fotografías aéreas, áreas con sistemas

de campos elevados en suba, cota, Mosquera, Soacha, y Funza, según Rodríguez (2006), En Funza,

Cundinamarca, se han localizado huellas de camellones y zanjas, de 2 a 7 m de ancho, 0,7 m de alto y

hasta de 50 m de largo; las zanjas tenían entre 4 a 20 m de ancho. Anotando que estos vestigios no

se han visto ajenos a la intervención por parte del hombre y son muy pocos los que se pueden

encontrar actualmente (Boada, 2006) (Rodriguez Cuenca, 2006).

Ilustración 3 Estado de un Predio identificado en 1956 Con Camellones Muíscas en la Sabana De Bogota (Camellones Lineales) actualmente paradero del SITP.

Fuente: Autores, 15-05-2016


17

Clasificaciones de los Sistemas de Campos Elevados Muiscas

Con la revisión bibliográfica de estudios realizados por los arqueólogos sobre los campos elevados, se

encontraron varias categorías de clasificación o taxonomía donde se referencia: forma, estructura,

ubicación, uso principal, diseño geográfico de los camellones, entre otros.

La tabla 5, presenta una clasificación de acuerdo a la estructura del camellón dependiendo del lugar

de ubicación. Esta fue elaborada a partir del documento de Inés Cavelier, Perspectivas culturales y

cambios en el uso del paisaje Sabana de Bogotá Colombia, Siglos XVI y XVII (Instituto Humboldt).

(Valdez F., 2006).

Tabla 5 Clasificación según estructura de los campos elevados muiscas.

Fuente: adaptado, a partir del documento de Inés Cavelier, Perspectivas culturales y cambios en el uso del paisaje Sabana de Bogotá Colombia, Siglos XVI y XVII (Instituto Humboldt). (Valdez F. , 2006)

Otra de las formas para clasificar los sistemas de campos elevados es la clasificación por forma,

realizada por Ana María Boada, esta se basa en su ubicación respecto al río y la forma, teniendo en

cuenta los estudios realizados por ella a los camellones de la sabana de Bogotá.

Esta clasificación se presenta en el libro “Patrones De Asentamiento Regional Y Sistemas De

Agricultura Intensiva En Cota Y Suba, Sabana De Bogotá. La tabla 6 sintetiza esta clasificación.

TIPO UBICACIÓN DIMENSIONES FUNCIÓN

Humedales o chucuas

Humedales Presentan dimensión variable, se acomodan de acuerdo al tamaño natural propio de los humedales

Usar las zonas de inundación en época de

sequía. aprovechamiento

Terrazas altas encharcamiento

Colinas de suba norte de la

sabana.

Canales cortos perpendiculares. Tablero de ajedrez. Terraza alta, suelos

orgánicos y profundos

Usado en zonas de Nivel freático alto sirve para controlar la humedad

excesiva levantamiento de eras o camellones

Llanuras de inundación

Áreas bajas de llanuras aluviales

meandros

Parte externa del meandro. Canales largos que irradian el meandro.

Evacuar rápidamente el agua

Sección recta del río, trazado en forma recta paralela al río separada por 20 m y

200m de largo

Sirve para acumulación de materia orgánica al

fondo de zonas de cultivo.

Distribución paralela parte interna del meandro

Sirve para regular la distribución de agua dentro del meandro

Terrazas altas bien drenadas

Zonas montañosas

Pequeña, ancho variable ubicada en las laderas, de las zonas montañosas

para regular el paso del agua de escorrentía evitando la erosión

y la pérdida del suelo.


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Tabla 6 Clasificación de los campos elevados muiscas según la forma.

TIPO FORMA DESCRIPCIÓN IMAGEN REPRESENTATIVA

Camellones de damero

Ajedrezados, conjuntos de franjas cortas y paralelas de tierra se paradas por

conjuntos de zanjas orientadas en otra

dirección.

El sistema de damero se encuentra en zonas

relativamente al margen de las zonas de inundación, que no parecen tener canales de agua que desemboquen en el río o tributarios y que son extensiones de camellones

ilimitados, o sea que no terminan en canales sino en

zonas de terreno.

Camellones irregulares

Algunos camellones tienen forma triangular,

trapezoidal, rectangular o irregular y llegan a ser

muy grandes hasta 275m de largo por 10 de ancho.

Este tipo de camellones son más frecuentes cerca a las

vueltas forzadas del río, que se inundan con facilidad. En

ocasiones constituyen plataformas que crean

extensas superficies de uso.

Sistema de camellones y

canales lineales

Constituyen largos canales entre 80 y 1145 m

con camellones construidos a lado y lado

del canal.

Los camellones y canales lineales irradian del río hacia el interior de las terrazas de la sabana. La tierra extraída del canal fue puesta lado a

lado y con ella se creó la superficie elevada o

camellón.

Camellones paralelos al malecón del

río

Este tipo de camellones se encuentran paralelos al

curso natural del río en las curvas cerradas cerca a la

orilla

Aunque algunos de estos camellones son

probablemente de origen natural como consecuencia de la migración del río, muy

probablemente fueron usados en épocas

prehispánica (Bernal, 1992)

Fuente: Adaptado, a partir del documento de Ana María Boada, Patrones de asentamiento regional y sistemas de agricultura intensiva en cota y suba, sabana de Bogotá. 2006. Fundación de investigaciones

Nacionales. Banco de la república.


19

2.2.5. Concepto de los Sistemas de Campos Elevados Muiscas para esta

investigación

Además de las definiciones que se observan en el marco conceptual, Clark Erickson (1985) definió los

camellones como campos elevados o plataformas de cultivos intercalados por canales. Sin embargo,

para esta investigación se hizo una adaptación de la definición de Ramos y concha (1992):

Definiendo los sistemas de campos elevados muiscas como un sistema o infraestructura que

interrelaciona el recurso agua –suelo, presenta un relieve ondulado conformado por canales y

terrazas en diferentes direcciones, formas y alturas. Este sistema incluye dentro de sus

características: la regulación del flujo del agua en los canales para abastecer de humedad al

camellón cultivado y la generación de micro climas que disminuyen los gradientes de temperatura

atenuando los efectos de fenómenos atmosféricos propios de la sabana de Bogotá como las heladas,

entre otros servicios ambientales.

2.2.6. Análisis descriptivo multivariado

Según Samuel Figueras (2000), El análisis multivariado es el conjunto de métodos estadísticos cuya

finalidad es analizar simultáneamente conjuntos de datos multivariantes en el sentido de que hay

varias variables medidas para cada individuo u objeto estudiado (Figueras, 2000). Como las variables

representan atributos de la misma unidad de análisis, usualmente están correlacionadas. El AM no

solo describe sino que toma ventaja de esta correlación para caracterizar los casos (Universidad de

Cordoba, 2016).

Para explicar que significa “análisis multivariado” se encuentran en la literatura distintas

definiciones; Kendall (1975) interpreta el análisis multivariable como el conjunto de técnicas

estadísticas que analizan simultáneamente más de dos variables. Con esta definición, cualquier

técnica estadística para el estudio de asociaciones y relaciones puede considerarse una técnica de

análisis multivariado. Seber (1984) se refiere al análisis multivariable como aquel orientado al estudio

de vectores de variables aleatorias correlacionadas. Para Johnson y Wichern (1998) el AM es

una bolsa mixta que contiene métodos apropiados para investigaciones científicas y tecnológicas

donde los objetivos son uno o varios de los siguientes:


20

1. Reducción de dimensionalidad o simplificación estructural. El fenómeno en estudio involucra

numerosas variables, para facilitar su interpretación se desea representarlo tan simple como sea

posible sin sacrificar información valiosa.

2. Agrupamiento y Clasificación. Se desea crear, a partir de las características medidas, grupos de

objetos o variables “similares”. Alternativamente, se puede requerir el establecimiento de reglas

para clasificar objetos en grupos bien definidos.

3. Investigación de la dependencia entre variables. La naturaleza de la correlación entre varias

variables es de interés.

4. Predicción. La relación entre variables debe ser determinada para predecir los valores de una o

más variables sobre la base de observaciones sobre las otras

5. Construcción y Prueba de Hipótesis. Se prueban hipótesis estadísticas específicas, formuladas en

término de los parámetros de distribuciones multivariadas.

Por mencionar algunas de las técnicas multivariadas comunes en relación a la clasificación anterior se

menciona en la literatura que los métodos denominados Análisis de Componentes Principales,

Análisis de Correspondencias, Coordenadas Principales o Escalamiento Multidimensional Métrico, y

los gráficos conocidos como Biplots son técnicas generalmente utilizadas para la reducción de

dimensión y el ordenamiento de observaciones multivariadas. Mientras que el Análisis de

Conglomerados se usa para agrupamiento de individuos o variables y generación de tipologías, el

Análisis Discriminante para clasificación y predicción, los Análisis de Correlaciones Canónicas y las

Regresiones Multivariadas, como PLS, para la investigación de dependencia entre variables y el

Análisis Multivariado de Varianza (MANOVA) para prueba de hipótesis sobre vectores medios de

distribuciones multivariadas (Universidad de Cordoba, 2016).

Gran parte de la metodología multivariada se basa en los conceptos de distancia y de dependencia

lineal. Las distancias serán usadas como medidas de variabilidad entre pares de puntos que

representan los datos multivariados y a partir de ellas es posible analizar similitudes y diferencias

entre observaciones y/o variables. Mientras que el análisis univariado explora datos de cada variable

independientemente, el análisis multivariado explora tablas de datos de varias variables y por tanto

permite contemplar distintos tipos de dependencias entre variables: dependencias, entre una

variable y todas las restantes, entre pares de variables controlando por el efecto de otras en el

sistema multivariado y dependencia conjunta entre todas las variables. Los proyectos de recolección


21

de datos que producen información multivariada pueden ser tanto observacionales como

experimentales (Universidad de Cordoba, 2016).

2.2.7. Flujo en canales abiertos

El flujo de canales abiertos tiene lugar cuando los líquidos fluyen por la acción de la gravedad y solo

están parcialmente envueltos por un contorno sólido. En este, el líquido que fluye tiene superficie

libre y sobre él no actúa otra presión que la debida a su propio peso y a la presión atmosférica.

Además también tiene lugar en la naturaleza, como en ríos, arroyos, etc., si bien en general, con

secciones rectas del cauce irregulares. De forma artificial, creadas por el hombre, tiene lugar en los

canales, acequias, y canales de desagüe. En la mayoría de los casos Los canales tienen secciones

rectas regulares y suelen ser rectangulares, triangulares o trapezoidales (Ranald & Cheng, 1994). Este

tipo de flujo permitió analizar y entender el comportamiento hidráulico de los sistemas de campos

elevados muiscas, entendiendo estos como una compleja red de terrazas y canales. Para empezar fue

necesario revisar los conceptos más importantes como las ecuaciones de Saint-Venant, las

ecuaciones de Manning, la geometría de los canales abiertos, energía específica, tipos de flujo, fuerza

específica y velocidad de flujo, estos conceptos se encuentra en el anexo 5.

2.2.8. Modelación Hidráulica

Para abordar el concepto de modelación se tomaron principalmente los aportes de Saldarriaga, 2010

presentados en el documento “Modelación en Hidráulica para el monitoreo de un Sistema de

Riesgos”. Y los conceptos publicados por la escuela de ingeniería de Antioquia en su página web

sobre modelación Hidráulica.

Un modelo es una simplificación física y o matemática de los sistemas naturales, descrito por

observaciones o ecuaciones basadas en deducciones físico-matemáticas acompañadas por técnicas

de solución numérica en busca de resultados que traten de representar la naturaleza de un

fenómeno particular (Saldarriaga, 2010).

En hidráulica, el término modelo corresponde a un sistema que simula un objeto real llamado

prototipo, mediante la entrada de cierta información se procesa y se presenta adecuada para


22

emplearse en el diseño y operación de obras de ingeniería civil. Un modelo físico a escala reducida

es una representación a escala del objeto real o prototipo, y cumple ciertas condiciones matemáticas

definidas (EIA, 2008).

Para el procesamiento de la información durante el proceso de investigación realizado se empleó el

siguiente software: Arc-GIS 10.3, R suite 2016, HEC-GeoRAS y HEC-RAS 2014.


23

3. METODOLOGÍA

Esta investigación se realizó bajo el carácter de una Exploración de tipo evaluativo, desarrollada en

el contexto de la “Arqueología Tecnológica”. Se plantea como un estudio de caso con una única

unidad de observación denominada canal abierto, enmarcado en los Sistemas De Campos Elevados

Muiscas “Camellones” en 4 áreas de la cuenca media del río Bogotá.

Entendiendo como Exploración de tipo Evaluativo, según el IEPC (Instituto de Estudios Para la Paz y la

Cooperacion) (2006), a aquella que se centra en obtener una primera aproximación o acercamiento

inicial, para recopilar información que permitan decidir si es necesario proponer o incorporar

acciones preventivas o correctivas, que garanticen el cumplimiento de los objetivos propuestos.

Por otro lado, la Arqueología Tecnológica es un término que fue consolidado en el presente

proyecto, como una herramienta metodológica de adaptación propia, el cual busca la recuperación

del conocimiento de las prácticas ancestrales para que sean reconocidas como tecnologías, lo

anterior a través del sometimiento de éstas a la evaluación técnica por medio de métodos racionales,

como el de Validación Tecnológica5 (Radulovich & karrremans, 1993) (Herrrera, 2008) y el de

Prospección Arqueológica6 (Renfrew & Bahn, 2007).

En este caso, se utilizaron herramientas metodológicas que integran la ingeniería para la medición y

análisis de variables (de funcionamiento hidráulico) que no son conocidas actualmente y que impiden

su evaluación, por el desuso y abandono de esta práctica ancestral.

5 Proceso mediante el cual se tratan de validar prácticas sostenibles con el fin de integrarlos a los métodos comunes en la

producción agrícola, con el objetivo de mejorar la producción. Este proceso cuenta con dos variantes, validación retrospectiva y validación prospectiva, para este caso se manejó la validación retrospectiva teniendo en cuenta que se quiere recuperar una práctica olvidada. 6 Técnica de investigación que consiste en la exploración de superficie de un área predeterminada en la cual se presupone o se conoce la existencia de yacimientos arqueológicos. Se trata de una técnica no invasiva, el objetivo de este tipo de investigación es no intervenir en el yacimiento, y recuperar el máximo de información. Este tipo de investigación suele utilizarse en estudios de áreas extensas, con el fin de documentar los restos arqueológicos conservados en superficie y poder planificar la protección del mismo. Al mismo tiempo, la prospección permite obtener gran cantidad de información sobre un territorio.


24

Al ser una exploración de carácter evaluativo en un campo tan especifico y poco estudiado desde la

ingeniería, como el de los sistemas de campos elevados muiscas, durante la revisión bibliográfica no

se encontraron referentes de investigación o metodológicos que sirvieran de modelo para su

desarrollo, por lo anterior, la metodología se plantea, a partir de los métodos citados a continuación

con los ajustes necesarios para alcanzar los objetivos propuestos.

Esquema 2 Enfoque Metodológico


La etapa inicial de la construcción metodológica se basó, en las técnicas descritas por Radulovich y

Karremans (1993) en La “Guía para la validación de tecnologías en sistemas agrícolas”, realizada en

el marco del desarrollo de recuperación de tierras realizado por el CATIE (Centro Agronómico

Tropical De Investigación Y Enseñanza); para la etapa, de la modelación se utilizó el “Marco

metodológico para la modelación hidráulica e hidrológica de crecientes en ríos”, desarrollado por

Velandia (2006) y el informe del Departamento De Ciencia Del Agua De La Escuela Politécnica

Nacional De Quito(2001) sobre la “Modelación hidráulica en obras de saneamiento básico”.

3.1. Proceso Metodológico

Acerca de los sistemas de campos elevados se han realizado números estudios y actualmente se

conoce su distribución, partes, tipos, fuentes de abastecimiento, funciones y servicios. La ingeniería

también ha contribuido al estudio de estos sistemas y ha realizado investigaciones que abordan la

práctica desde aspectos como el climático, agrologico y constructivo, (para los sistemas de campos

elevados muiscas los estudios no han sido tan específicos) sin embargo no se encuentran referentes

EXPLORACIÓN TECNOLÓGICA DE CARÁCTER EVALUATIVO

ARQUEOLOGÍA TECNOLÓGICA

PROSPECCIÓN ARQUEOLÓGICA

VALIDACIÓN DE TECNOLOGIAS


25

de investigación que aborden su estudio desde un enfoque hídrico que permita evaluar el sistema en

base a su comportamiento hidráulico, este vacío de conocimiento impide la formalización de la

práctica, por eso se propuso realizar la determinación del funcionamiento hidráulico mediante la

modelación de los diferentes tipos de canales que componen los sistemas de campos elevados

muiscas, generando una base teórica que explique el fenómeno de manera formal.

La investigación se dividió en cuatro etapas, que abordaron cada uno de los pasos necesarios para

lograr el cumplimiento de los objetivos. Ya que la investigación está relacionada con la recuperación

de tecnologías ancestrales y por ende de los saberes tradicionales, se decidió asociar cada etapa del

proceso metodológico con una figura relevante en la mitología Muisca, como parte del proceso de

reparación y dignificación histórica que pretende este proyecto.

La primera etapa denominada Iguaque – Origen, referencia a Iguaque, laguna sagrada en Boyacá

donde se originaron los padres de los muiscas; en esta etapa se realiza la búsqueda y recopilación de

la información necesaria para la investigación y se define el área de estudio. La segunda etapa

denominada Bachue – creación, hace referencia a Bachue, madre y origen de los Muiscas que salió

de la Laguna de Iguaque para poblar la tierra; en esta etapa se realiza la caracterización del objeto de

investigación. La tercera etapa denominada: Bochica – el Ascenso, referencia a Bochica, sabio que

llego de oriente para enseñar las técnicas, las ciencias y las artes a los Muiscas, en esta etapa se

desarrolló la parametrización y la tipificación. Finalmente la cuarta etapa llamada: Bacatá – cosecha,

referencia a Bacatá o Muequetá nombre de los territorios Muiscas en la sabana de Bogotá,

significando Bacatá en lengua Muisca tierra de labranza, en esta etapa se realizó: la modelación, los

análisis de resultados, la discusión y las conclusiones del proyecto.

A continuación se presenta el esquema general de la investigación donde se observa el proceso

llevado a cabo para determinar el comportamiento hidráulico de los sistemas de campos elevados

muiscas (esquema 3), de igual manera se presenta la matriz metodológica donde se relaciona de

acuerdo a cada etapa, el objetivo específico, los procesos desarrollados y los resultados obtenidos

(tabla 7).


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Esquema 3 Proceso Metodológico


Tabla 7 Matriz Metodológica

ETAPA OBJETIVOS ESPECÍFICOS PROCESOS DE LA INFORMACIÓN HERRAMIENTAS RESULTADOS

IGUAQUE BACHUE

Caracterizar los sistemas de campos elevados de origen Muisca de la sabana de Bogotá de los sectores adyacentes al río Bogotá.

1. Búsqueda y consolidación de la información 2. Definición del área de estudio

3. Sistematización de la información arqueológica 4. Representación Cartografía 5. Definición de las características físicas de cada área

1.1. Revisión bibliográfica 1.2. Consolidación y priorización de información secundaria 2.1 Levantamiento de información primaria: Fotografías, Estado y existencia de los camellones 3.1. Delphi con expertos: localización, evaluación de variables y técnicas de análisis. 3.2. Definición de sistemas de campos elevados: Partes del camellón y clasificación (lugar, forma, ubicación) 3.3. Definición y Establecimiento de áreas de estudio (Boada, 2006) 4.1. Geología (INGEOMINAS, 2005); Geomorfología (IGAC, 2000); Hidrología (CAR,2015; IGAC, 2000); Topografía (IGAC, 2000); Climatología (IDEAM, CAR, 2015) 4.2. Localización de áreas de campos elevados. 5.1. Elaboración de fichas descriptivas de las características físicas de cada área. Software: Arc-GIS 10.3

1. Definición y contextualización del área de estudio. 2. Selección de áreas de análisis y

modelado. 3. Tablas de clasificación de los sistemas de campos elevados. 3.1 Recuperación digital de la información espacial de las terrazas a partir información histórica, por cada una de las 4 áreas de estudio 4. Cartografía base 5. Caracterización física de las áreas definidas para la investigación.


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ETAPA OBJETIVOS ESPECÍFICOS PROCESOS DE LA INFORMACIÓN HERRAMIENTAS RESULTADOS

BOCHICA Parametrizar las condiciones técnicas del funcionamiento delos canales que componen los sistemas de campos elevados.

1. selección de variables determinantes 2. Definición de tipos o Tipificación de los canales de acuerdo a la clasificación de Boada (2006)

3. Se definirán los parámetros de evaluación como: Morfología, Geometría, caudales, pendiente, coeficiente de Manning.

1.1 Matriz comparativa para la selección de variables de entrada a partir de tres parámetros: Hidráulica de canales (Ceballos Lopéz, 2011), Software (HEC-RAS, 2014), disponibilidad de la información. 2.1 Medición, toma de datos y Análisis morfológico (largo, ancho) mediante un análisis multivariado, (a partir de 3 procesos: análisis factorial, agrupación por clúster y análisis de componentes principales) utilizando información cartográfica Adaptando clasificación de Boada (2006). 3.1 Calculo de la Sección transversal, considerando: Talud, profundidad y ancho de base para cada tipo de canal definido en el numeral anterior. Adaptado de Ven Te Chow (2004), Boada & otros (2006) & FAO (2003)

a. Establecimiento de Canal Patrón b. Determinación de Rugosidad (Cowen, 1956) y Pendiente (método altimétrico) Software: Arc-GIS 10.3, R-Studio

1. Definición de las variables para su parametrización y modelación. 2. Definición de tipos de canales codificados 3. Obtención de los prototipos para modelación.

BACATÁ Modelar los comportamientos hidráulicos de los sistemas.

1. Reconstrucción artificial de los canales 2. Modelado de los prototipos

1.1. Representación cartográfica de la geometría de los canales en 2D Y 3D. 1.2. Definición de las condiciones de contorno 1.3 Alimentación del Software 2.1. Importación de los datos Geo-espaciales a Hec-RAS 2.2. Procesamiento o modelación de datos. 2.3. Calibración de los resultados de la aplicación del modelo hidráulico. Software: Arc-GIS 10.3, Hec-RAS, H-Canales

1. Obtención delModelo de elevación para los prototipos y descripción de las condiciones de contorno de cada uno de los sistemas de canales. 2. Tablas y graficas de variables hidráulicas relevantes (caudal, velocidad, tipo de flujo, energía de la sección) de Hec-RAS con la representación del cruce de las variables.

3.2. Etapas Metodológicas

1. Iguaque - Origen

En esta etapa se realizó la búsqueda y recopilación de la información para la construcción de la

caracterización: los sistemas de Agricultura de Inundación, los sistemas de campos elevados y se

realizó la definición del área de estudio.

1.1. Búsqueda y consolidación de la información

Además de la revisión bibliográfica, durante esta búsqueda se realizaron visitas y entrevistas a

instituciones, museos y expertos de diversa índole relacionados con el objeto de investigación, se

relacionó el proyecto y se obtuvo información: arqueológica, Histórica, geográfica y ambiental.

Para esto se tomó como base la información bibliográfica previa y partir del método DELPHI, se

construyeron encuestas semi-estructuradas que permitieron corroborar la información bibliográfica

y ampliar el conocimiento del objeto de estudio en los campos anteriormente citados. El esquema 4

muestra la estructura básica de la entrevista, en los resultados se presenta una tabla donde se

relaciona el experto consultado y la temática tratada.

Esquema 4 Modelo básico de entrevista semi-estructurada para entrevistas con expertos.

Datos básicos

Nombre

Profesión

Institución

Área de estudio o campo de investigación

Conocimiento de la practica

Socialización de la investigación por parte de los entrevistadores

Retroalimentación por parte del entrevistado

Discusión libre


1.2. Definición del área de estudio

Se definió el área de estudio, por medio de la información recopilada por los arqueólogos y la

información que se extrajo de las fotografías aéreas realizando una sobreposición de la información

que permitió identificar las zonas donde estos se ubicaban.


30

2. Bachue - Creación

En esta etapa se realizó una comparación de los diferentes tipos de sistemas de agricultura de

inundación, diferenciando las características propias de la práctica desarrollada por los muiscas. Se

dieron las definiciones pertinentes, se concretaron las principales partes que componen un sistema

de campos elevados según la bibliografía, se realizó la clasificación y descripción de las áreas

seleccionadas.

2.1. Sistematización de la información arqueológica

Se sintetizaron las diferentes clasificaciones encontradas y luego se utilizó esta información, para

resumir mediante tablas, las clasificaciones encontradas realizadas por éstos autores, de los sistemas

de campos elevados muiscas.

2.1.1. Definición de los sistemas de los sistemas de campos elevados

Se definió el concepto de sistemas de campos elevados muiscas utilizado en la investigación a partir

de los conceptos de Clark Erickson, el IEPEC y Herrera.

2.1.2. Clasificación de los Sistemas de Campos Elevados

Se sintetizaron las diferentes clasificaciones encontradas y luego se utilizó información obtenida a

partir de las investigaciones de: Clark Erickson, Inés Cavelier y Ana María Boada, para resumir

mediante tablas, las clasificaciones realizadas por éstos autores, de los sistemas de campos elevados

muiscas: por recarga, por ubicación y por forma, y se relacionó esta clasificación para las cuatro áreas

seleccionadas.

Se tomó como base de análisis la clasificación por forma (damero, lineal, paralelo e irregular) de Ana

María Boada (2006), y se seleccionaron cuatro predios de los identificados por ella, para realizar la

caracterización física de la zona de estudio.

2.2. Elaboración de la cartografía

La selección de los predios para el Levantamiento cartográfico de los sistemas de campos elevados,

se realizó con la información suministrada directamente por Ana María Boada, y a través de sus

investigaciones: ‘Excavaciones En Sistemas De Camellones y Canales de La Sabana De Bogotá (2001)’

y ‘Patrones De Asentamiento Regional Y Sistemas De Agricultura Intensiva En Cota Y Suba, Sabana De


31

Bogotá (2006)’ donde se establecieron las ubicaciones de los cuatro predios seleccionados, para la

parametrización y tipificación de cada tipo de camellón, luego se realizó la verificación de las

fotografías aéreas del IGAC de la zona para su digitalización.

Ya que actualmente la mayoría los vestigios de los sistemas de campos elevados muiscas se

encuentran obliterados7, construidos o sembrados, fue necesario hacer revisión a las fotografías

aéreas de Bogotá del IGAC de 1936 a 1957, donde aún se pueden observar los vestigios de estos

sistemas, de estas fotografías solo se pudo tomar la forma superficial de los camellones por la calidad

de las imágenes. Para realizar el levantamiento de la información se utilizaron las siguientes

fotografías de los sobrevuelos de Bogotá (tabla 8):

Tabla 8 Lista de fotos utilizadas para la digitalización de cada tipo de camellón.

TIPO DE CAMELLÓN IMAGEN DESCRIPCIÓN ESCALA DE ORIGEN FUENTE

LINEAL Aerofotografía, formato

TIFF

Vuelo C – 619, foto

161, año 1952

1:14.000 IGAC

PARALELO Aerofotografía, formato

TIFF

Vuelo C-619, foto 169,

año 1952

1:14.000 IGAC

DAMERO Archivo DWG Vuelo C-773, foto 014,

año 1956

1:7.000 Ana María Boada

IRREGULAR Aerofotografía, formato

TIFF

Vuelo C-619, foto 169,

año 1952

1:14.000 IGAC


Se realizó la digitalización de los vestigios de cada tipo de camellón donde se pueden observar las

formas y dimensiones de estos.

Para la georreferenciación se hizo la conversión de las imágenes las cuales vienen por defecto con

coordenadas en el sistema de referencia WGS 84 y se transformaron al sistema de coordenadas

oficial que actualmente usa el IGAC: MAGNA SIRGAS (Colombia, Bogotá Zone),luego de la

georreferenciación, se verificó la correspondencia de las ubicaciones con el soporte topográfico e

hídrico de la zona observando el ajuste con el cauce del río o las madres viejas en las que están

ubicados algunos puntos.

7 Obliterado (del verbo obliterar según la RAE: Anular, borrar o tachar una cosa) para este caso canales que fueron

obstruidos, derrumbados o su interior fue rellenado, con escombros o sedimentos de manera artificial o natural similar a un proceso de colmatación, donde no es posible diferenciar el fondo del canal con la terraza.


32

Con las ubicaciones y coordenadas se procedió a complementar la cartografía con la información

geológica, topográfica, edafológica y climática.

El producto de esta etapa es la cartografía base cruzada con la digitalización de los sistemas de

campos elevados correspondientes para cada área, tal como se presenta a continuación (tabla 9):

Tabla 9 Descripción de los mapas de la caracterización física de los predios seleccionados.

MAPA CONTENIDO PROCESO ESCALA DE

SALIDA FUENTE

GENERAL

Muestra los límites

generales, elementos

estructurantes y

Digitalización.

Mapa de división política de

Cundinamarca y Bogotá, Elementos

relevantes dentro del territorio que

sirven de referencia para la ubicación y

los polígonos de los predios

identificados, digitalización de los

campos elevados.

1:40.000

IGAC,

GOBERNACIÓN

DE

CUNDINAMARCA,

TOPOGRÁFICO Muestra las Curvas de

nivel para cada predio.

Representación del terreno con cuevas

de nivel cada metro.

1:3000

1:2.000 IGAC

GEOLÓGICO Muestra las formaciones

geológicas presentes.

Se realiza digitalización a partir del

mapa geológico de Cundinamarca.

1:3000

1:2.000

INGEOMINAS

EDAFOLÓGICO Muestra las asociaciones

de suelo y su distribución

Se realiza digitalización a partir del

mapa geológico de Cundinamarca del

estudio de suelos del 2001.

1:3000

1:2.000

IGAC

HIDROLÓGICO

Presenta los principales

cuerpos de agua presentes

en la zona.

Se digitaliza cuerpos hídricos a partir

de la plancha 228

1:3000

1:2.000

IGAC

CLIMÁTICO

Incluye para cada polígono

información cartográfica

de: Precipitación

temperatura y zonas de

vida

Se digitaliza y se genera la información

a partir de los datos de las estaciones

climatológicas de Bogotá y

Cundinamarca.

1:3000

1:2.000

IDEAM Y CAR


Esta cartografía se puede consultar en el anexo 14.


33

2.3. Caracterización física de las áreas definidas para la investigación.

La caracterización física se compone de las visitas de campo y la realización de las fichas sintéticas

que contienen: tipo de camellón, ubicación geográfica, localización, coordenadas; e información

pertinente del medio físico (suelos, clima, topografía y geomorfología), para cada una de las cuatro

áreas seleccionadas, Información que además sirvió como insumo para definir las variables a evaluar

en la parametrización.

2.3.1. Reconocimiento de campo

Se realizaron 6 visitas de campo, verificando los predios donde se encontraban los vestigios de los

camellones. Este reconocimiento se realizó para conocer el estado actual de los predios donde se

identificaron los camellones.

2.3.2. Elaboración de fichas de caracterización física

Para la elaboración de estas fichas se tomó como base bibliográfica:

El estudio general de suelos de Cundinamarca del IGAC, del año 2001.

Atlas ambiental de Cundinamarca de la CAR del 2012.

Atlas general de Cundinamarca del IGAC 2007.

Registros meteorológicos del IDEAM1995 -2005.

Atlas ambiental de la localidad Suba, Alcaldía local de suba 2004.

Imágenes Digital globe de google del 2015

A continuación se presenta un esquema (5) de la ficha y la información que contiene la cual se divide

en tres partes información básica del área (azul) como ubicación y área, información física (rojo) e

información del tipo de camellón identificado (verde).


34

Esquema 5 Contenido de la ficha de caracterización.

FICHA DESCRIPTIVA DE SISTEMAS DE CAMPOS ELEVADOS

N° 0

Nombre

Ubicación

Área M2

Coordenadas

Fotografía Del Terreno

Fotografía Aérea

Imagen Google

Descripción Del Polígono

Clima Temperatura, Brillo, Solar, Zona De Vida, Precipitación

Suelos Tipo De Suelo, Composición, Permeabilidad

Topografía Topografía

Geología Formaciones

Geomorfología Tipo De Paisaje

Hidrología Cuencas, Drenajes, Caudales

Información Del Camellón Tipo, Longitud, Altura, Función, Cultivos Rec, Estado Actual

Fuente De Información


3. Bochica - El Ascenso

En esta etapa se realizó la parametrización, ésta según Vergara (1995) es la capacidad de asignarle

valores a un sistema de manera que corresponda a las variables que definen su comportamiento. En

este caso éstas se componen por la información necesaria para realizar la modelación.

Concretamente lo que se definió en esta etapa fueron las variables que se tuvieron en cuenta y los

valores que debían tener estas, proceso complejo teniendo en cuenta que los sistemas de campos

elevados muiscas son una práctica extinta en la actualidad, de la cual solo quedan algunos vestigios,

por lo que fue necesario realizar reconstrucción artificial de la geometría del canales y se utilizaron

diversos métodos para estimar las variables y los valores desconocidos, de tal manera que estos sean

una representación cercana a la realidad. Lo primero que se realizó fue la selección de variables de

modelación, después se inició la reconstrucción de la geometría de la sección transversal de los

canales a través de un proceso llamado tipificación y se describe el proceso de cálculo de las

variables de pendiente y rugosidad.


35

Esquema 6 Etapas del proceso de parametrización.


3.1. Selección de variables determinantes para la tipificación y modelación.

En este paso se seleccionó la información primaria y secundaria de relevancia para iniciar la

parametrización, entendiendo ésta según (Vergara, 1995) como la capacidad de asignarle valores a

un sistema, que correspondan a las variables que definen su comportamiento, en este caso éstas,

están dadas por los datos necesarios para su modelación, las cuales las asigna la hidráulica de flujo

en canales abiertos y la disponibilidad de la información, las cuales se describen a continuación.

Para determinar las variables relevantes en las etapas de parametrización y modelación, se tuvieron

en cuenta tres aspectos: variables relevantes según la hidráulica del flujo en canales abiertos,

variables seleccionadas a partir de la disponibilidad de la información y concordancia del software

con las variables seleccionadas.

3.1.1. Variables relevantes según la hidráulica de flujo en canales abiertos

Se realizó la selección de las variables necesarias para la elaboración del Modelo Paramétrico

teniendo en cuenta, condiciones necesarias para la modelación de un cauce natural o artificial según

(Ceballos, 2011). Para la modelación de un cauce que tiene condiciones de tipo de flujo libre en

PA

RA

ME

TR

IZA

CIÓ

N

SELECCIÓN DE VARIABLES

* HIDRÁULICA DE CANALES.

* DISPONIBILIDAD DE LA INFORMACIÓN

* SOFTWARE MODELACIÓN.

TIPIFICACIÓN

(RECONSTRUCCIÓN DIGITAL)

IDENTIFICACIÓN DE PATRONES

ANÁLISIS MORFOLÓGICO

CRITERIOS DE TIPIFICACIÓN

ANÁLISIS MULTIVARIADO

RECONSTRUCCIÓN GEOMETRÍA SECCIÓN

TRANSVERSAL

*FORMA

* PROFUNDIDAD

*ANCHO DEL CANAL

*TALUD

OTRAS VARIABLESCÁLCULO DE PENDIENTE

RUGOSIDAD


36

canales en valles aluviales, (características similares a las de un sistema de campos elevados), se

necesitan tener en cuenta los siguientes parámetros para la aplicación del modelo:

Geometría del cauce (secciones batimétricas) levantamiento de las sesiones transversales.

Datos de caudal (curva de calibración de caudales) niveles de flujo aguas arriba y aguas abajo

condiciones de frontera.

Composición del material del lecho (granulometría de las muestras) identificación de los

perfiles de suelo para la caracterización geotécnica de los suelos.

Caudales sólidos (datos de transporte de sedimentos de fondo o suspensión, distribución

granulométrica).

Permeabilidad de los suelos y grado de infiltración de los suelos del lecho.

3.1.2. Variables relevantes según disponibilidad de la información

Luego de seleccionar las variables relevantes según la hidráulica de flujo en canales abiertos, se

realizó una revisión de la información disponible que se obtuvo de la etapa anterior, se verificó si es

una variable que es posible calcular o estimar por otros medios como variable de entrada en los

programas de modelamiento de manera genérica y se descartaron las variables que no cumplían las

dos condiciones anteriores para determinar el flujo en los canales abiertos, como se puede observar

en la tabla 10.

Tabla 10 Matriz cualitativa de selección de variables de parametrización de los SCEM.


FLUJO EN CANALES ABIERTOS DISPONIBILIDAD

DE LA INFORMACIÓN

VARIABLE OPERABLE POR EL SOFTWARE

UTILIDAD

Geometría del cauce (secciones batimétricas) levantamiento de las sesiones transversales. Insuficiente

Requiere cálculos previos.

Si

Datos de caudal (curva de calibración de caudales) niveles de flujo aguas arriba y aguas abajo condiciones de

frontera. No Disponible

Requiere cálculos previos.

Si

Composición del material del lecho (granulometría de las muestras) identificación de los perfiles de suelo para la

caracterización geotécnica de los suelos. Suficiente No Calculable No

Permeabilidad de los suelos y grado de infiltración de los suelos del lecho. Disponible No Calculable No

Caudales sólidos (datos de transporte de sedimentos de fondo o suspensión, distribución granulométrica). No disponible No Calculable No


37

3.1.3. Concordancia del software con las variables seleccionadas.

Contando con la lista previa de variables se procede a la selección del software de modelación, se

revisó el software relacionado con modelación hidráulica y se verificaron elementos como:

disponibilidad, acceso, tipo de licencia y se comprobó la concordancia con las variables de entrada

seleccionadas. Este proceso se realizó por medio de una matriz (tabla 11) donde se relacionaron

estos elementos y se les asigno una calificación de alto (3) medio (2) o bajo (1) para cada parámetro,

en el anexo 7 se encuentra la descripción detallada de cada uno de estos programas.

Tabla 11 Matriz de selección de software de modelamiento hidráulico

SOFTWARE EVALUADO

PARÁMETROS A CALIFICAR MIKE11 SOBEK DAMBRK FLDWAV SIC HEC-RAS

Disponibilidad del software 1 1 3 3 3 3

Acceso a descarga 1 2 1 1 3 3

Tipo de licencia / costo 1 2 1 1 1 3

Concordancia con variables preliminares 3 3 1 1 3 2

Facilidad de la interface 3 3 1 1 3 3

TOTAL 9 11 7 7 13 14


La matriz arrojó que es software más indicado para realizar la modelación es el HEC-RAS por el tipo

de acceso (licencia libre) y la concordancia con las variables a evaluar. Este tipo de software utiliza

cuatro variables principalmente:

Caudal del cauce

Condiciones de contorno

Geometría de canal

Velocidad de flujo

Luego de tener en cuenta estos tres aspectos, (variables hidráulicas, disponibilidad de la información,

variables según el software) se seleccionaron los parámetros determinantes para la modelación

haciendo relacionando los aspectos principales de cada una delas variables.


38

Las variables seleccionadas se utilizaron para modelar la reconstrucción de las estructuras

prehispánicas muiscas con las características físicas actuales.

Como la información base recopilada acerca de la hidráulica de los camellones es deficiente, ya que

la práctica no se encuentra en uso actualmente y de acuerdo a lo propuesto para esta investigación,

se realizó la estimación de los parámetros desconocidos por medio de las siguientes metodologías:

análisis morfológico y tipificación para definir tamaños y formas de las secciones transversales;

definición artificial de la geometría de la sección del canal teniendo en cuenta su técnica de

construcción y material; cálculo de rugosidad por el método de Cowen; estimación de pendiente por

medio de la reconstrucción artificial del camellón; Estimación de caudales mediante la ecuación de

Manning para la sección transversal que tienen cuenta las variables anteriores asumiendo diferentes

niveles de tirante hidráulico.

3.2. Tipificación de los sistemas de campos elevados

Al momento iniciar la definición de las medidas y dimensiones que caracterizan los sistemas de

campos elevados muiscas, la investigación se enfrentó a su primer gran obstáculo, ya que al realizar

la digitalización de las áreas seleccionadas se encontró con una alta variabilidad en las dimensiones

de las terrazas que conforman los sistemas de campos elevados muiscas y fue imposible en primera

instancia definir unas medidas que representaran estos para su modelación, para solucionar esto se

decidió someter a un proceso de tipificación los sistemas de campos elevados.

Según la RAE (2016), tipificar es ajustar varias cosas semejantes a un Tipo o norma común, de esta

manera al realizar la tipificación de los sistemas de campos elevados se encuentran los elementos

que en conjunto hacen que estas estructuras se puedan agrupar en torno a unas características

comunes, en este caso permite encontrar los canales patrón para cada tipo de camellón.

Se someten al proceso de tipificación las variables seleccionadas anteriormente ya que estas definen

las características particulares de cada tipo canal. La tipificación se realiza a través de dos pasos, la

identificación de patrones (formas superficiales) y la reconstrucción de la geometría de la sección

transversal. Para la identificación de patrones se parte de la clasificación de los sistemas de campos

elevados muiscas de Boada (2006) que los clasificó por forma (damero, lineal, irregular y paralelo)

asumiendo las características dadas por esta para cada tipo.


39

3.2.1. Identificación de patrones

Para este procedimiento en primer lugar se realizó un análisis morfológico donde se analizaron las

formas de los cada uno de los tipos de camellón a través de las fotografías aéreas, Agrupando por

categorías a aquellos que presentaron características comunes o similares mediante unos criterios de

tipificación y se realizó el análisis multivariado que nos generó las agrupaciones de datos para la

identificación de los patrones.

3.2.1.1. Análisis de morfología superficial

Se realizó la inspección visual de las fotografías y diagramas de las zonas de estudio donde se verificó

la agrupación de los diferentes tipos de camellón teniendo en cuenta la clasificación inicial realizada

por Boada (2006). Que determinó la agrupación para su digitalización en lineal, damero, paralelo e

irregular. Además se definieron los estándares de forma de camellón (largo, ancho, ubicación) para

los cuatro tipos asumidos.

Teniendo la cartografía base de acuerdo a las cuatro áreas establecidas, se inició el proceso de

análisis para definir las características de cada tipo de canal de acuerdo al tipo de camellón. Se

establecieron las definiciones de lo que se considera ‘camellón’ y lo que se considera canal,

generando límites del concepto y características particulares para cada tipo facilitando el análisis

morfológico de los canales teniendo los mismos parámetros de evaluación para los cuatro tipos.

3.2.1.2. Criterios de tipificación

Para el análisis morfológico se dan las siguientes definiciones tomando como base el enfoque

sistémico aplicado en la caracterización el cual diferencia del sistema sus dos principales

componentes:

Definición de camellón

Geométricamente se pueden definir los camellones como estructuras rectangulares o semi-

rectangulares, donde se puede diferenciar fácilmente el ancho del largo, tomando para esta

investigación una relación mínima de 1:1.5 del ancho con respecto al largo, los camellones pueden

ser rectos, curvos o semi-curvos a lo largo de su sección o no tener forma definida. Cuyos bordes

pueden ser regulares o irregulares y con una variación de altura dependiendo del tipo de camellón

que se caracteriza por sobresalir de la superficie del agua.


40

En el siguiente esquema (7) se observan los diferentes tipos de forma de terraza: regular (R), curvo

(C), e irregular (I), y las diferentes medidas que se toman de estos, la forma de la terraza afecta

directamente la forma del canal que se forma entre dos de estas, significando que no siempre se

cuente con una canal regular ni totalmente recto a lo largo de su tramo.

Esquema 7 Patrones de camellones y diferentes medidas de largos y anchos


Definición canal de camellón irregular

Los canales irregulares corresponden a aquellos flujos de agua limitados por dos terrazas de

camellones irregulares de manera constante a lo largo del tramo sin interrupciones en su sección, y

que cuentan con una entrada y una salida. Tomando como entrada del canal la orientación Norte -

este y como salida las orientaciones sur - oeste. En caso del estudio estos son los que se encuentran

en la madre vieja del río Bogotá en el municipio de Funza - Mosquera.

Definición de canal de camellón lineal

Los canales lineales corresponden a aquellos flujos de agua limitados por dos terrazas de camellones

lineales de manera constante a lo largo del tramo sin interrupciones en su sección. Y que cuentan

con una entrada y una salida. Tomando como entrada del canal la orientación Norte - este y como

salida las orientaciones sur - oeste teniendo en cuenta que el agua de estos fluye de manera

perpendicular al curso del rio. Para el caso de estudio estos son los que se encuentran en la localidad

de Kennedy ronda del río Bogotá.

Definición de canal de camellón paralelo

Los canales paralelos corresponden a aquellos flujos limitados por dos terrazas de camellones

paralelos de manera constante a lo largo del tramo sin interrupciones en su sección. Y que cuentan


41

con una entrada y una salida. Tomando como entrada del canal el sentido del flujo del río, ya que se

encuentran ubicados de manera paralela a este. Para el caso de estudio estos son los que se

encuentran en la ronda del río Bogotá localidad de Fontibón.

Definición de canal de camellón damero

Los canales de Damero corresponden a aquellos cuyo flujo se encuentra definido por dos terrazas de

camellones de Damero de manera constante a lo largo del tramo sin interrupciones en su sección y

que cuentan con una entrada y una salida. Tomando como entrada del canal la orientación Norte -

este y como salida las orientaciones sur - oeste. Para el caso de estudio estos son los que se

encuentran ubicados en la zona de la conejera, las mercedes en suba, en cercanías del cerro de la

conejera.

3.2.1.3. Criterios para realizar la toma de medidas de los canales

A continuación se muestra el esquema 8 donde se observan las partes indicadas en las definiciones y

las cuales se tuvieron en cuenta para la realización de la toma de medidas incluyendo las condiciones

mencionadas anteriormente en las definiciones: (A) es la terraza o camellón; (B) son los anchos, se

toman tres para determinar la regularidad del tramo, un ancho diferenciado para el inicio del canal,

otro para el medio y oro para el final; (C)es el largo que corresponde al tramo o sección de canal; (D)

es la interrupción del canal, es decir el canal se limita por las terrazas y al interrumpirse esta se

interrumpe el canal, esto dado a que nuestra unidad de análisis son los tramos de canal y esa regla se

aplica de manera general a los cuatro tipos para esta investigación; además que debe contar con una

entrada y una salida de agua, si el canal se encuentra bloqueado en uno de sus extremos no se

consideró como tal para las mediciones realizadas. Además se considera como canal los flujos de

agua que estén rodeados de terraza a lo largo de su sección y no por el ancho de estas.

Esquema 8 Partes de la morfología del canal



42

A partir de la digitalización de cada una de las áreas de los camellones se creó un shape para la

generación digital de los canales, en este se tomaron medidas básicas: largo del canal y anchos en

tres secciones inicio, medio y final, para evaluar la regularidad del canal y tener datos para el análisis

multivariado. A cada una de estas medidas se les asignó un código alfa-numérico, compuesto de dos

letras que indicaban el tipo de camellón y un número que corresponde al asignado a cada canal, este

procedimiento se realizó para el 100% de la digitalización para todos los tipos definidos. La

utilización de todo el universo de datos disponibles garantiza la representatividad de la muestra con

un margen de error mínimo en este proceso. La ilustración 5 muestra la digitalización de los

camellones y la toma de las 4 medidas para cada canal seleccionado.

Ilustración 4 Sección de digitalización para la generación digital de los canales.


3.2.1.4. Análisis multivariado

Después de realizar la digitalización de los datos y al realizar una observación primaria de estos, se

encontró que tenían una alta variabilidad en las cuatro medidas establecidas para cada individuo y

ante la necesidad de establecer unos patrones de dimensiones que representaran los tamaños y las

formas para cada tipo de canal, se decidió someter los datos a un modelo estadístico que permitiera

definir grupos estándar de medidas para cada tipo establecido.


43

Los datos tomados por medio del software de análisis geográfico (ARC-GIS) se exportaron al entorno

“R” un software de distribución libre en lenguaje S, especializado para el análisis estadístico

multivariable. La utilización de este software permitió el análisis de datos de variable continua por lo

cual los cálculos fueron más confiables. Para la importación de datos se realizó la normalización y la

depuración de los datos, que eliminó datos erróneos, faltantes o repetidos. Luego al importar los

datos al programa se definieron las clases y agruparon de acuerdo al código alfanumérico

preestablecido.

La utilización de este software permitió el análisis de datos de variable continua, por lo que no hubo

necesidad de procesarlos como variable discreta, por lo que no hubo alteración en las mediciones y

los cálculos fueron más exactos.

Estadística básica: Cuando se tuvieron los datos en estas condiciones se generó a través del

programa la estadística básica, para iniciar el primer análisis esta incluye el cálculo de: media,

mediana, desviación estándar, mínimos, máximos y rangos para cada variable por individuo.

Análisis de dispersión: con el cual se realizó una inspección gráfica para determinar el nivel

de dispersión para cada par de variables. Como se muestra en la gráfica 2, donde se utiliza un

histograma que permite ver la variación de los datos y definir los grupos a formar

demarcados en este caso con las líneas azules.

Gráfica 1 Histograma De Agrupación De Datos De Canales Tipo Damero



44

Análisis Clúster y de Componentes Principales: Se realizó el análisis de componentes

principales, que correlacionó los datos de cada clase formando clústers o aglomeraciones de

datos en torno a grupos de datos que tenían características similares, usando para ello la

variación que se presenta entre estos, se eligió este tipo de análisis en vez de uno univariado

porque tiene en cuenta todas las variables manteniendo la relación existente entre ancho y

largo del canal, es decir la correlación de forma, algo que es fundamental para lo que se

quería lograr con la tipificación. R genera representaciones gráficas para la definir el nivel de

agrupacion de los datos, la siguiente gráfica (2) imagen izquierda, muestra el nivel de

agrupación elegido, a partir de un histograma, para este caso se definieron cuatro cluster, y

en la misma gráfica (2) imagen derecha, sobre un plano cartesiano se muestra como están

dispuestos los datos de manera espacial en torno al valor de agrupación.

Gráfica 2 Agrupación De Datos Por Similitud Para Canales Tipo Damero.


Después de realizar el proceso estadístico descrito anteriormente se generaron las clases que son los

subtipos en que están divididos los grupos iniciales de camellones, de acuerdo a las cuatro variables

analizadas, estos valores son la base para generar los patrones para la reconstrucción geométrica de

los canales que componen los sistemas de campos elevados.


45

3.2.2. Reconstrucción digital de la geometría de la sección transversal del canal

Para el cálculo de la geometría de la sección transversal del canal se tuvieron en cuenta cuatro

aspectos: dimensiones, profundidad, forma, y talud. Gracias a la medición y análisis morfológico del

paso anterior se obtuvieron las medidas que corresponden a cada tipo de canal (largo y ancho), que

son la base para la determinación de la forma.

Definición de la forma del canal:

Como la forma de los canales que conforman los sistemas de campos elevados muiscas es

determinante pues de ella dependen variables como el área hidráulica, el perímetro mojado y el

radio hidráulico y al no existir estos para realizar directamente su medición, para su determinación

se tuvieron en cuenta tres aspectos: Se realizó una revisión de las formas que tienen los canales de

flujo abierto a partir de la información teórica disponible, se definió a través información histórica la

forma de construcción de los camellones y se consultó la información arqueológica en busca de

referencias de formas.

Definición de la profundidad del canal

Para determinar la profundidad de los canales que componen los sistemas de campos elevados

muiscas y teniendo en cuenta que esta no se puede medir directamente debido a que la gran

mayoría se encuentran obliterados, se construyó una Matriz (Anexo 12) que relaciona según las

referencias encontradas en las diferentes investigaciones las profundidades medidas por los

arqueólogos, la tabla relaciona la siguiente información (esquema 9):

Esquema 9 Información de la tabla para la definición de la profundidad de los canales.


En la matriz que se puede observar en los anexos, se relacionó la información disponible sobre

medidas y longitudes, se priorizo la información de dos maneras: calidad (información más completa)

y la información más relevante, es decir aquella información más relacionada con los sistemas de

campos elevados muiscas, tomando las medidas referenciadas se tomaron las medidas de ancho y

medida

Terraza ancho profundidad longitud

medida canal

lugar tipo observacionnumero

relacion

ancho -

profundidad

fuente


46

profundidad y se calculó un índice que relaciono el ancho del canal con su profundidad por medio de

la siguiente relación:

Rp = As/Pr

Dónde: Rp es la relación entre existente entre: As (ancho superficial) y Pr (Profundidad) Esta

ecuación sirvió para definir argumentos al momento de definir las profundidades correspondientes

para cada tipo de camellón. Cuando se carecía del dato de profundidad pero se contaba con el de

ancho.

Teniendo en cuenta las variaciones de las diferentes referencias, los rangos de medidas encontrados

según la información secundaria recopilada y las profundidades de los suelos de cada área se

realizaron los cálculos para obtener los datos promedio o representativos de profundidad para cada

tipo de camellón.

Definición del talud del canal:

Al no poder realizar las mediciones de talud en terreno, se optó por revisar los valores de talud para

canales en tierra, se realizó revisión de valores de talud para superficies de diferente recubrimiento y

se encontró, en el manual de la FAO de métodos sencillos para la agricultura y la piscicultura (2003),

que la pendiente de las paredes de un canal trapezoidal se expresa normalmente a través de un

coeficiente, por ejemplo 1,5:1, Este coeficiente representa el cambio de la distancia horizontal (en

este caso 1,5 m) por metro de distancia vertical. La pendiente lateral se puede expresar también

haciendo referencia al ángulo formado con la línea vertical, en grados y minutos (30° para este caso) y

decidió aplicar ley del seno, teniendo en cuenta la profundidad de cada prototipo.

La pendiente de los lados más indicada para un canal trapezoidal de tierra depende del tipo de suelo

en que están excavadas las paredes. Cuanto más estable sea el material del suelo, más pronunciada

podrá ser la pendiente lateral. Si el canal está revestido, la pendiente varía también según el tipo de

revestimiento utilizado, la tabla 12 muestra las relaciones según el tipo de material.

Tabla 12 Pendientes laterales de canales trapezoidales en varios tipos suelo.

Tipo de suelo o de material de revestimiento Pendientes laterales con una inclinación no superior a

Arena ligera, arcilla húmeda 3:1 18° 20'

Tierra suelta, limo, arena limosa, légamo arenoso 2:1 26° 30'

Tierra normal, arcilla grasa, légamo, légamo de grava, 1.5:1 33° 40'


47

légamo arcilloso, grava

Tierra dura o arcilla 1:1 45°

Capa dura, suelo aluvial, grava firme, tierra compacta dura

0.5:1 63° 30'

Revestimiento de piedras, hormigón armado moldeado in situ, bloques de cemento

1:1 45°

Membrana de plástico sumergida 2.5:1 22° 30' Fuente: ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_training/FAO_training/general/x6708s/x6708s08.htm#top,

consultado el 8 de mayo de 2016

Se tomaron las relaciones de pendiente recomendadas según el tipo de material, y de acuerdo a

estas, se calcularon los valores de talud utilizando el teorema del seno para cada tipo de camellón,

teniendo en cuenta el tipo de suelo y la profundidad de canal.

3.3. Cálculo de rugosidad

Para calcular la rugosidad se utilizó el método de Cowen (1956) que permite determinar la rugosidad

evaluando las propiedades extrínsecas del canal por medio de la siguiente ecuación:

n = (n0 + n1 + n2 + n3 + n4) m5

Las propiedades que evalúa este método son las siguientes (13):

Tabla 13 Valores de n Para Cálculo De Rugosidad De Cowen

n0 n1 n2 n3 n4 m5

MATERIAL INVOLUCRADO

GRADO DE IRREGULARIDAD

VARIACIONES EN LA SECCIÓN

TRANSVERSAL

EFECTO RELATIVO DE LAS OBSTRUCCIONES

VEGETACIÓN GRADO DE EFECTOS DE LOS MEANDROS

n0 es un Valor básico de n para un canal recto,

uniforme y liso en los materiales involucrados

n1 es un valor que debe

agregarse para corregir el efecto

de las rugosidades superficiales

n2 es un valor para considerar

las variaciones en forma y tamaño

de la sección transversal del

canal

n3 es un valor para considerar las obstrucciones

n4 es un valor para considerar la

vegetación y las condiciones de

flujo

m5 es un factor de corrección de los

efectos de los meandros en el canal

Fuente: Adaptado de Ven Te Chow, 2011

Estas condiciones se evaluaron para cada área de cada tipo de canal teniendo en cuenta la

información de suelos actual, las visitas de campo realizadas y las referencias bibliográficas. La tabla

completa con los valores, cálculos y explicaciones correspondientes para cada tipo de canal, se

encuentra en el anexo 13.


48

3.4. Cálculo de pendiente

A través de las visitas de campo se comprobaron las áreas donde estaban ubicados los prototipos

seleccionados y se verificó que no era posible realizar la nivelación de terreno debido a las

alteraciones que ha tenido el paisaje y a la desaparición de los vestigios de los camellones. El cálculo

de pendiente se elaboró a partir de la topografía de terreno para cada uno de los cuatro predios

seleccionados de cada tipo de camellón identificado, la información base fue un shape de curvas de

nivel del IGAC escala 1:1000 del año 2000. Después de identificar la sección de canal a analizar para

cada tipo se aplicó el método altimétrico tradicional como se describe a continuación:

P = ((cM – cm)*100 / dh)

Dónde: Pendiente (%) = (cota mayor – cota menor) x 100 / distancia horizontal (largo del canal)

Sin embargo a pesar de esta comprobación la información de pendiente necesaria para la

modelación de los canales la obtiene automáticamente el software de modelación HEC-RAS, al hacer

uso de la herramienta HEC-GeoRAS, para trasmitir la geometría del cauce modelado desde ARC-GIS.

3.5. Cálculo preliminar de caudal y velocidad de flujo

Para el cálculo de los caudales y las velocidades iníciales de flujo para la modelación, se utilizó el

software H-canales que se basa en la ecuación de Manning de caudal:

𝑄 =𝐴

𝑛𝑅2

3𝑆1

2

Dónde:

Q: es el caudal del canal (m3/s)

A: área mojada de la sección transversal de canal (m2)

n: coeficiente de rugosidad de Manning

R: radio hidráulico (m)

S: pendiente del canal (No %)


49

Conociendo las variables que componen la geometría del canal es decir: la morfología del canal, la

sección transversal, la rugosidad y la pendiente para cada tipo analizado fue posible calcular un

caudal y velocidad de flujo estimados como insumo base para el software de modelación hidráulica,

se asumieron diferentes alturas de cauce o tirante hidráulico para cada caso y se realizaron los

cálculos correspondientes.

4. Bacatá - Cosecha

En esta etapa se realizó la reconstrucción digital de los sistemas de campos elevados mediante la

generación de un DEM y se realizó el cálculo de las variables hidráulicas para cada caso, se aplicó la

modelación de los datos para los prototipos seleccionados y se hicieron las correcciones pertinentes

para asegurar fiabilidad de los datos. Se realizaron los análisis correspondientes evaluando el

comportamiento hidráulico de los sistemas de campos elevados.

4.1. Reconstrucción digital de los sistemas de campos elevados

Para la reconstrucción digital, se generó el modelo de elevación de cada caso o prototipo de canal, lo

que permitió representar de manera digital la geometría del cauce, después la definición de

condiciones de contorno, es decir las variables relacionadas al flujo del agua para cada caso.

4.1.1. Generación del DEM

La generación de la geometría de cauce de los canales prototipo, se realizó a partir de un modelo de

elevación, donde se recreó de manera muy cercana a la realidad el sistema de camellones, para esto

se Construyó el modelo de elevación basado en la topografía de terreno, las medidas calculadas de

la geometría de la sección transversal y la digitalización de las formas superficiales de los sistemas de

campos elevados para cada tipo en cada área de estudio seleccionada.

Integración de shapes

Por medio de ARC-GIS se integró el shape de curvas de nivel de terreno de cada predio (con curvas

de nivel cada metro) con la digitalización de la forma superficial de los camellones para cada tipo,

generando una nueva capa combinada que relaciona las formas superficiales con la topografía actual,

es decir situando las formas de los camellones en sus ubicaciones originales.


50

Asignación de rangos de elevación

Se transformó la digitalización superficial de los camellones a una capa de poli-líneas para asignarles

las alturas de terreno correspondientes a la base y a la cima de camellón de acuerdo a la profundidad

estimada para cada prototipo en la etapa de reconstrucción de la geometría de la sección transversal

del canal.

Generación artificial de taludes

Luego de tener la forma base del canal se utilizaron los valores determinados de forma y talud, para

asignar el valor correspondiente a cada prototipo de manera que el canal tomara su forma definitiva,

esto se realizó teniendo en cuenta los valores definidos en la etapa anterior (3.2.3.3. Definición del

talud del canal), y un proceso de interpolación que generó las superficies para cada prototipo.

Generación del TIN

Se generó un TIN, (Red de Triangulación Irregular) que es una imagen vectorial construida por la

triangulación de los vértices y abscisas obtenidos a partir de los datos de alturas del paso anterior,

que registró la superficie del terreno para obtener una imagen en 3D.

Se utilizó la herramienta ARC-SCENE para visualizar la imagen en 3D del terreno generada con el TIN

y apreciar el DEM (Modelo Digital de Elevación de Terreno) de cada prototipo.

Tabla 14 Proceso de generación del DEM

CURVAS DE NIVEL DIGITALIZACIÓN

TERRAZAS INTEGRACIÓN TIN



51

4.1.2. Definición de las condiciones de contorno

Luego de tener el modelo de elevación de cada prototipo se activó la herramienta HEC-GeoRAS que

es una extensión que permite el procesamiento de datos geo-espaciales en ARC-GIS de los datos

geométricos en 2D y 3D hacia el software de análisis hidráulico HEC-RAS.

La extensión HEC-GeoRAS permitió demarcar sobre la base del DEM la línea central del canal, los

bancos y las trayectorias del flujo, luego con las líneas de flujo se construyen las secciones

transversales; estas capas, sirven para generar la tridimensionalidad al cruzarlas con el DEM que le

asigna valores de altura y georreferenciación.

4.1.3. Alimentación del software

La herramienta HEC-GeoRAS no solo permitió darle tridimensionalidad a los prototipos, acotando las

secciones transversales a partir del modelo digital de terreno existente, además generó la conexión

entre los dos software, con la generación de un archivo para el modelado de los datos geométricos

en Hec-RAS, en formato GIS FORMAT (.SDF).

Con los datos de geometría generados a partir de HEC-GeoRAS y los datos de caudal previos

calculados mediante H-CANALES, se exportaron estos para su modelación en HEC-RAS.

4.2. Modelado de los prototipos

Para esta etapa se utilizó el software HEC-RAS que permitió la simulación de las condiciones del

flujo en cada uno de los prototipos seleccionados, el programa se alimentó con el archivo de

importación generado por HEC-GeoRAS con los datos de geometría del terreno incluyendo las

secciones transversales y las líneas de flujo, se incluyeron los caudales estimados para la sección de

entrada del canal y los coeficientes de rugosidad calculados para cada prototipo, luego de la

importación de datos se inició el modelado hidráulico, se asumieron como condiciones de flujo: flujo

sub-crítico, flujo de tipo uniforme y de régimen permanente, con un tipo de modelación

unidimensional.

Al modelar se obtuvieron las variables hidráulicas que definen los comportamiento hidráulicos de

cada canal (calado, velocidades, perímetro mojado, energía específica, radio hidráulico, espejo de


52

agua, tipo de flujo, No de froude y tiempo de retención hidráulico) teniendo elementos de análisis

con las que se establecieron las diferencias entre cada prototipo.

Ilustración 5 Verificación de líneas de corte en Hec-RAS


Después de realizar la verificación de los datos importados se crearon los archivos de datos

geométricos con los archivos de datos asumiendo flujo permanente, se asignaron para las tres

alturas de tirante hidráulico dentro del canal (y) a un 30%, 60% y 90% con respecto a la profundidad

del canal y se verificó la pendiente integrada desde el modelo 3D.

Ilustración 6 Asignación de valores de tirante hidráulico para cada prototipo



53

Se ejecutó el modelo en Hec-RAS y se obtuvieron los datos de su comportamiento hidráulico, a partir

de estos resultados se generaron las tablas de flujo, gráficas y curvas de comportamiento.

Ilustración 7 Visualización De Graficas De Comportamiento en Hec-RAS


4.3. Calibración De La Modelación

Se realizó la calibración para asegurar la fiabilidad de los datos de la modelación eliminando los

errores que aparecían durante el proceso. Se realizó la verificación de los datos del modelo, con los

valores obtenidos en la modelación de cada prototipo, se verificaron cálculos, se realizaron las

correcciones y se optimizó el modelo para cada caso. Al momento del modelado el programa

detecta los errores que se generaron durante el proceso como:

Datos faltantes de entrada

Condiciones de contorno excedidas

Variables no concordantes

Ilustración 8 Verificación De Datos De Modelado.



54

Los valores generados por el programa son organizados y agrupados de tal forma que permitió la

generación de gráficos de comparación independientemente de los que generó Hec-RAS, para tener

elementos de comparación de los canales a través de su comportamiento hidráulico con los que se

buscó a partir de sus diferencias, relacionar cada prototipo con las funciones arqueológicas

determinadas.

5. Análisis y Conclusiones

En esta parte se presentan los análisis que se obtuvieron durante el desarrollo de la investigación,

realizados a partir de cada etapa metodológica, para la etapa de modelación se realizó análisis del

comportamiento hidráulico y análisis de correlación de función arqueológica vs comportamiento,

adicionalmente se describe el modelo general de la investigación.

5.1. Análisis Generales

Se obtuvieron análisis generales de todo el proyecto a partir de una revisión general de cada etapa

del proceso metodológico.

5.2. Análisis de Comportamiento Hidráulico

Se graficaron los comportamientos de cada parámetro y se construyó una tabla de comportamiento

donde se relacionaron los valores máximos y mínimos, tendencias y comportamientos de cada

prototipo para cada variable hidráulica modelada.

5.3. Matriz de importancia arqueológica de función vs comportamiento hidráulico

A partir de la hipótesis de investigación, que propone evaluar una práctica funcional no formal a

través de condiciones de evaluación formales, se construyó la Matriz de importancia arqueológica de

función vs comportamiento hidráulico, una matriz de calificación cuanti-cualitativa que evalúa la

importancia de cada variable hidráulica con respecto a las funciones hidráulicas propuestas desde la

arqueología, donde se obtuvieron las relaciones del comportamiento hidráulico de cada prototipo,

así como las funciones probables de uso.

5.4. Modelo general del proyecto

Se muestra el modelo general del proyecto que relaciona la arqueológica tecnológica aplicada a la

recuperación de los sistemas de campos elevados muiscas.


55

5.5. Conclusiones y Recomendaciones

Se dan las conclusiones y recomendaciones del proyecto.

3.3. Herramientas Metodológicas

Este proyecto utilizó herramientas de la validación de tecnologías, como el análisis retrospectivo y

herramientas de la arqueología, como la prospección arqueológica con el propósito de obtener la

base teórica, necesaria para la iniciar la investigación y cuyos productos fueron: la caracterización

física, la caracterización morfológica, la caracterización geométrica y la caracterización hidráulica.

El análisis retrospectivo, se basa en la recuperación de información de tecnologías que ya no están en

uso pero que en una época fueron aprovechadas y usadas demostrando su efectividad, ya que es

importante para la evaluación, conocer los beneficios y las desventajas que estas tecnologías

presentan, para llegar al porqué de su aplicación y difusión o su desuso. Esto según Radulovich

(1993), se enlaza con la investigación en sistemas de producción, encaminado a la búsqueda de un

desarrollo sostenible que debe implicar un enfoque integral de sistemas.

Según Colin Renfrew & Paul Bahn (2007), la prospección arqueológica se soporta en un gran número

de herramientas que utiliza la arqueología para la identificación y hallazgo de rastros arqueológicos

al igual que para el análisis y procesamiento de las evidencias de los restos arqueológicos que

conducen a la comprensión del hallazgo en su contexto de uso, en este caso los sistemas de campos

elevados serian el hallazgo, siendo las herramientas toda la metodología descrita a continuación.

Para la modelación y evaluación se utilizaron herramientas de la “HIDRÁULICA DE CANALES

ABIERTOS”, descritas en el libro de Ven Te Chow (2004) y para la construcción del modelo de canal se

utilizó “TÉCNICAS DE MODELACIÓN EN HIDRÁULICA” de Vergara (1995); con respecto a la evaluación

se tienen en cuenta los principios anteriores y se usan herramientas de análisis estadístico.

La HIDRÁULICA DE CANALES ABIERTOS contiene los parámetros básicos de evaluación como tipo de

flujo, estado de flujo y las ecuaciones de flujo; LAS TÉCNICAS DE MODELACIÓN EN HIDRÁULICA,

describe las etapas de construcción del modelo y el análisis estadístico nos permite ordenar

clasificar, depurar y analizar los datos con respecto a los parámetros de flujo seleccionados.


56

3.4. Instrumentos Metodológicos

Para el desarrollo de este proyecto se utilizaron múltiples instrumentos metodológicosque

permitieron construir y soportar la investigación, de acuerdo a cada etapa son:

Definición y Clasificación: información registrada a partir de consulta bibliográfica,

entrevistas, reuniones con expertos y visitas de campo, que involucraron diversas áreas

como son: arqueología, antropología, hidráulica, hidrología, historia, informática, geología,

geografía, entre otros, que aportaron información básica de la investigación:

o Revisión de investigaciones arqueológicas relacionadas con los asentamientos

indígenas y sus prácticas agrícolas que relacionen espacio-tiempo.

o Revisión de investigaciones que presenten casos reales de campos elevados y/o otras

experiencias de tecnologías indígenas en uso.

o Consulta de bases de datos y centros de documentación institucionales.

Caracterización Ambiental – Fichas Descriptivas: información técnica y de tipo institucional,

para esto se consultaron bases de datos de entidades como el IGAC, el IDEAM, Ministerio De

Medioambiente, CAR, y Secretaria De Ambiente:

o Consulta de bases de datos y centros de documentación institucionales.

o Revisión de atlas geográficos y ambientales.

o Estudios de suelos.

o Informes técnicos municipales sobre programas y proyectos relacionados con el

sector agrícola y arqueológico, Planes de Ordenamiento Territorial POT.

Parametrización: se utilizó información arqueológica de la zona de estudio, estudios zonales

geográficos, software de análisis espacial y herramientas de análisis estadístico:

o Estudios arqueológicos.

o Software de análisis espacial.

o Herramientas de análisis estadístico.

o Estudios de suelos.

Modelación: para la modelación se usó software de modelación hidráulica de distribución

gratuita como HEC-RAS, HECGEO-RAS y H-CANALES.


57

4. CARACTERIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CAMPOS

ELEVADOS MUISCAS.

En este capítulo se sintetizan los resultados de la caracterización de los sistemas de campos elevados

muiscas que se observan en marco conceptual, tomando los elementos determinantes para esta

investigación. Se definió el concepto de sistema de campo elevado muisca enmarcándolo dentro de

la teoría de los sistemas y se construyó una matriz que interrelaciona las diferentes clasificaciones de

estos sistemas. La segunda parte contiene una síntesis de la caracterización física de las áreas de

estudio, con esta caracterización se obtiene la información básica necesaria para alimentar el

proceso de parametrización y tipificación que nos permitió encontrar los patrones que definen los

sistemas de campos elevados muiscas.

4.1. Información recopilada

En la primera etapa de la investigación se realizó una amplia búsqueda bibliográfica, esta búsqueda

no estuvo restringida solo al material bibliográfico, además se realizaron visitas a instituciones,

museos y expertos de diversa índole relacionados con el objeto de investigación, donde se dio a

conocer el proyecto, se relacionó y se obtuvo información que dirección la investigación, la tabla 15

relaciona las principales visitas y entrevistas.

Tabla 15 Resumen de entrevistas y visitas relevantes en la investigación.

Visitas Institucionales

Museo Arqueológico el Museo Arqueológico de Bogotá ‘Casa Del Marqués De San Jorge’ en

el cual se obtuvo información relevante de la cultura muisca

Museo Del Oro Se realizó visita en medio de la exposición de sistemas ancestrales de

agricultura colombianos. Conferencias y seminarios.

Jardín Botánico De Bogotá

El jardín es la entidad encargada de la administración de la red de humedales de Bogotá, se gestionó el acompañamiento a una visita guiada por el humedal de Jaboque, el cual cuenta con presencia de

camellones y monolitos Muiscas de carácter ritual.

Semillero De Arqueo-Astronomía

Se realizó un breve estudio en colaboración con el semillero de Arqueo-Astronomía de la Universidad Distrital, dirigido por el profesor Julio Bonilla, donde se evaluó con respecto a posiciones astronómicas

la ubicación de los monolitos y camellones del Humedal Jaboque.


58

Cabildo Muisca De Bosa

Se realizó entrevista con los líderes del cabildo para indagar sobre su conocimiento sobre las prácticas agrícolas muiscas.

Ministerio De Medio Ambiente Vivienda Y

Desarrollo.

Se solicitó información sobre las políticas estatales para conservación de suelos.

Entrevistas Con Expertos E

Investigadores

Director del ICAHN

Antropólogo, director del ICANH, con él se realizó una entrevista en la cual se discutió sobre el enfoque de la investigación, sus alcances y las diferencias entre la práctica desarrollada por los muiscas y la práctica

de los Zenúes.

Directora de la Fundación ERIGAE

Antropóloga, directora de la fundación Erigaie, con ella se indago acerca de las investigaciones realizadas en la sabana de Bogotá.

Julio Bonilla Ingeniero civil y topográfico, director del semillero de arqueo

astronomía de la universidad distrital, experto en culturas andinas Latinoamericanas.

Líderes Del Cabildo Muisca

Como representantes actuales del pueblo ancestral Muisca donde se indago sobre su conocimiento de la práctica.

Ana María Boada

Arqueóloga, investigadora asociada de la universidad de Pittsburg, ha estudiado a fondo los sistemas de campos elevados muiscas. Se estableció contacto con ella y realizó recomendaciones sobre los alcances del proyecto y suministro información cartográfica de su

investigación, que se utilizó en el desarrollo de este proyecto.

Arqueólogo Experto*

Antropólogo peruano experto en la validación de sistemas de agricultura intensiva andina, sus investigaciones permitieron desarrollar el soporte teórico de la investigación. actualmente

investiga la relación entre el simbolismo del agua y las tecnologías de manejo hidráulico en los paisajes Andinos.

Arqueólogo Experto* Arqueólogo que realizó investigaciones en la depresión Momposina

sobre los camellones de la cultura Zenú

Arqueólogo Experto* El antropólogo investigador del ICANH que realizó investigaciones en el Humedal de Jaboque donde hay una descripción de los usos de los

camellones de carácter ritual.

José Solano León Ingeniero catastral, magister en SIG, Brindó asesoría en la

digitalización de los en la digitalización y reconstrucción cartográfica de los sistemas de campos elevados

Carlos Alberto Hernández

Matemático experto en análisis estadístico, brindó asesoría en la construcción del análisis multivariado de la etapa de parametrización.

Fuente: Autores, 2016 *No se mencionan los nombres de los investigadores por no tener permiso formal

para la publicación de estos.


59

4.2. Definición Del Área De Estudio

Gracias a la información obtenida se definió el área de estudio, ésta se localiza en la ronda del río

Bogotá en su cuenca media entre los municipios de Cota, Funza y Mosquera; y la localidades de:

Suba, Fontibón y Kennedy, en las zonas adyacentes al río Bogotá en 4 de los predios identificados por

Ana María Boada Rivas (2006), donde existe evidencia de presencia de camellones muiscas. Teniendo

en cuenta que la información base para el estudio fue la información recopilada por los antropólogos

y lo que se pudo identificar por medio de las fotografías aéreas.

Ilustración 9 Área de estudio con los 4 predios seleccionados


4.2.1. Clasificación de los Camellones Muiscas

Con la revisión bibliográfica sobre las investigaciones de los campos elevados, se encontraron varias

categorías con las que se generó una clasificación o taxonomía donde se referencia: forma,

estructura, ubicación, uso principal, diseño geográfico, entre otros, Basada en las características

atribuidas principalmente por Inés Cavelier, Ana María Boada y Clark Erickson, como se puede

observar en la tabla 16.

Tabla 16 Matriz Clasificación De Los Camellones.

Tipo Clasificación De Boada,

2006

Descripción Por Forma Definida Por Boada, 2006

Descripción Por Ubicación Según

Boada, 2006 Y Bernal, 1992

Partes Diferenciadas

Según La Clasificación De

Ericksony Garaycochea,

1967

Fuente De Abastecimi

ento De Agua Según

Erickson, 1967

Tipo Y Función Según Cavelier, 2006

Muestra De La Digitalización

Camellones De Damero

Ajedrezados, conjuntos de

franjas cortas y paralelas de tierra

se paradas por conjuntos de

zanjas orientadas en otra dirección.

El sistema de damero se

encuentra en zonas relativamente al

margen de las zonas de inundación, que no parecen tener

canales de agua que desemboquen en el

río o tributarios y que son extensiones

de camellones ilimitados, o sea que

no terminan en canales sino en

zonas de terreno.

Terrazas, canales, cama de

cultivo, talud, canales de

ingreso de agua (posible mente

posteriores)

Sistema pluvial

Terrazas altas de encharcamiento,Usado

en zonas de Nivel freático alto sirve para controlar la humedad

excesiva levantamiento de eras

o camellones

Camellones Irregulares

Algunos camellones tienen forma triangular,

trapezoidal, rectangular o

irregular y llegan a ser muy grandes

Este tipo de camellones son más frecuentes cerca a

las vueltas forzadas del río, que se inundan con facilidad. En



ingreso de agua

Sistema fluvial

Humedales o chucuas Presentan dimensión

variable, se acomodan de acuerdo al tamaño natural propio de los humedales Usar las zonas en época de


61

hasta 275m de largo por 10 de

ancho.

ocasiones constituyen

plataformas que crean extensas

superficies de uso.

sequía. aprovechamiento

Sistema De Camellones Y Canales Lineales

Constituyen largos canales entre 80 y

1145 m con camellones

construidos a lado y lado del canal.

Los camellones y canales lineales

irradian del río hacia el interior de las

terrazas de la sabana. La tierra

extraída del canal fue puesta lado a lado y con ella se creó la superficie

elevada o camellón.



ingreso de agua

Sistema fluvial

Llanuras de inundación Áreas bajas de llanuras

aluviales meandros Parte externa del meandro. Canales

largos que irradian el meandro. Evacuar

rápidamente el agua

Camellones Paralelos Al

Malecón Del Río

Este tipo de camellones se

encuentran paralelos al curso natural del río en

las curvas cerradas cerca a la

orilla

Aunque algunos de estos camellones

son probablemente de origen natural

como consecuencia de la migración del

río, muy probablemente

fueron usados en épocas prehispánica

(Bernal, 1992)



ingreso de agua

Sistema fluvial

Llanuras de inundación Áreas bajas de llanuras

aluviales meandros Distribución paralela

parte interna del meandro para regular

el paso del agua de escorrentía evitando la

erosión

y la pérdida del suelo



62

De la anterior matriz se puede concluir que los sistemas de campos elevados muiscas son un sistema

complejo que cuenta con varios elementos entre los se pueden destacar terrazas, canales de

distribución, canales de entrada y salida, que aprovechan la condición de suelos mal drenadas de la

sabana, y los ciclos de inundación del río Bogotá, para retener y hacer circular agua al interior de estos;

que probablemente tenían obras hidráulicas complementarias para controlar el flujo del agua como

compuertas o tabiques; que tienen diversas ubicaciones según los requerimientos y presentan varios

tipos o disposiciones de forma casi siempre dadas por su ubicación con respecto al cauce.

Presentándose 4 formas principales para la sabana de Bogotá: damero, lineal, paralelo e irregular. Y

que actualmente se encuentran en desuso y desaparecidas.


63

4.2.2. Caracterización física de las áreas seleccionadas

La caracterización se compone de los elementos observados en la visita de campo y la elaboración de

las fichas de caracterización y su cartografía asociada. Que contienen la información de cada predio, tal

y como se muestra a continuación.

Reconocimiento de campo

Se realizaron 6 visitas de campo, siendo 4 efectivas, verificando los predios donde se encontraban los

vestigios de los camellones, que se referenciaron a partir de la información extraída de Boada (2006) y

de las fotografías revisadas, como se describe a continuación:

Tabla 17 Lugares visitados durante el reconocimiento de campo.

LUGAR TIPO DE

CAMELLÓN DESCRIPCIÓN

FECHA DE

VISITA

Localidad de Suba,

predio la conejera

cerca al cerro de la

conejera

Damero

El sitio actualmente cuenta con numerosos predios en

construcción: conjuntos residenciales y los predios

identificados en las fotografías aéreas son potreros de

ganado, no se distinguen los camellones.

12-04-2015

Localidad de

Kennedy, madre vieja

del río Bogotá, canal

muisca sector de

patio bonito

Lineales

El sitio actualmente fue construido con conjuntos

residenciales y viviendas de interés social y un

parqueadero de buses del SITP, no se aprecian camellones.

Para ingresar a la zona del canal hay que pedir permiso al

acueducto.

24-05-2015

Localidad de suba

aeropuerto de

Guaymaral

Damero

Se observan clara mente los camellones, en medio del

predio que hace parte de la pista del aeropuerto de

Guaymaral, aunque el acceso es restringido.

12-04-2015

Localidad de

Fontibón, , municipio

de Mosquera, Funza

Irregulares,

Paralelos

El predio hace parte de la zona de Fontibón conocida

como pueblo viejo, es sector industrial, en la parte que

colinda con el río Bogotá y Mosquera no se observan

camellones, hacia la parte nor-oriental del predio el acceso

está restringido.

18-10-2015



64

Síntesis de la caracterización física de las áreas definidas para la investigación.

A continuación se presenta una tabla (18) donde se resumen las principales características físicas de

cada predio, en el anexo 9 se pueden verificar las fichas completas de caracterización realizada para

cada predio.

Tabla 18 Resumen de las principales características físicas de cada área.

TIPO DE CAMELLÓ

N PREDIO UBICACIÓN SUELO GEOLOGÍA

GEOMORFOLOGÍ

A

ESTADO ACTUAL

DAMERO La

Conejera

Localidad De Suba Cerca a los barrios la barajas de suba y las

mercedes y el club los arrayanes.

Asociación Tibaitata-Zipaquirá-corzo,

asociación Monserrate. Rlqa: terrazas río Bogotá,

baja evolución , imperfectamente drenado

y profundo a muy profundo (1.50 cm)

Uta – depósitos

fluvio lacustres

terraza - alta

Planicies y abanicos

Obliterados, pastoreo de

ganado y predio para

construcción de conjuntos

residenciales.

LINEAL Kennedy y

Patio Bonito

Madre Vieja río Bogotá, Intersección

Canal Muisca, Kennedy

Asociación río Bogotá – Nemocon

(klla) llanura de inundación

Suelos de vegas

Obliterado, parqueadero

del SITP.

PARALELOS

Ronda del río Bogotá

entre Fontibón

y Mosquera

HACIENDA EL ESCRITORIO

LOCALIDAD DE FONTIBÓN

Asociación río Bogotá Nemocon – Asociación

Tibaitata Zipaquirá

(Klla) llanura de inundación

relieve plano

Obliterado, Área

acondicionada por el

acueducto para control de

inundaciones.

IRREGULAR Mosquera vereda la ramada

Municipio De Mosquera Y Funza

Ronda Del río Bogotá

Asociación río Bogotá – Nemocón

(Klla) llanura de inundación

(Qta) depósitos

fluvio lacustres

Suelos de vegas –

planicies y abanicos

Obliterado. Área de

pastoreo de ganado.


Definir las características físicas de estos predios permitió entre otras cosas precisar aspectos de la

parametrización como la rugosidad y la pendiente de cada área seleccionada, de igual manera al

conocer la ubicación y verificar el estado de las áreas se pudo comprobar que no hay manera de

realizar una nivelación topográfica que permita conocer la pendiente detallada de ningún un tramo de

canal de estas áreas. El único predio donde se observaron los vestigios visibles de los camellones fue el

predio de camellones tipo damero del aeropuerto de Guaymaral donde se pueden observar los

camellones ya que esta área no ha sido intervenida, sin embargo al solicitar el acceso a este predio

este fue denegado. La cartografía generada en esta etapa se puede en los anexos de este documento.


65

5. PARAMETRIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CAMPOS ELEVADOS

En este capítulo se muestran los resultados del proceso de parametrización y tipificación de los

sistemas de campos elevados, que se llevó a cabo para encontrar los canales patrón que definen cada

tipo de sistemas de campos elevados. En primer se presentan las variables seleccionadas para elaborar

la modelación, luego se muestran los resultados de la tipificación que se elaboró mediante un análisis

multivariado aplicado a las mediciones de los canales formados en los sistemas de camellones.

Como se explicó anteriormente para encontrar y definir cada parámetro de análisis se aplicó una

metodología diferente, esto con el propósito de suplir la falta de información debido a la desaparición

de la tecnología y las evidencias relacionadas con esta.

5.1. Variables seleccionadas

Luego de revisar todos los datos seleccionados, teniendo en cuenta la disponibilidad de la información,

la relevancia según la hidráulica de canales abiertos y el software escogido, se seleccionaron los

siguientes parámetros como definitivos para la modelación de acuerdo a los propósitos de la

investigación:

Geometría del canal (geometría de la sección transversal del canal y morfología

superficial del canal)

Pendiente de las secciones del canal

Rugosidad del canal

Caudal de flujo

Condiciones de frontera

Las variables seleccionadas se utilizaron para modelar la reconstrucción de las estructuras

prehispánicas muiscas con las características físicas actuales.

5.2. Tipificación de los sistemas de campos elevados

En la tipificación se definieron los valores geométricos de modelado de los prototipos de los canales de

los sistemas de campos elevados: largo, ancho, forma de la sección transversal, profundidad,

rugosidad y pendiente.


66

La identificación de patrones a través del análisis morfológico, dio como resultado la confirmación de

los cuatro tipos iniciales de acuerdo a la inspección visual y se realizó la toma de 4 medidas por canal

(largo, ancho inicial, ancho medio y ancho final) para un total de 9980 datos, realizados a la

digitalización de las formas superficiales de los canales según los criterios y las definiciones

establecidas para tal fin.

5.2.1. Síntesis de identificación de patrones

Después de realizar el análisis multivariado, para cada uno de los tipos se sintetizan los valores en la

tabla No 19, que presenta los valores de las medidas representativas para cada uno de los grupos

generados por el programa para cada tipo de camellón, con el número respectivo de individuos

analizados. El análisis estadístico completo se puede consultar en el anexo 10.

Tabla 19 Resumen de medidas estándar con los valores de agrupaciones para cada tipo de camellón.

MEDIDAS PROMEDIO

TIPO GRUPO INDIVIDUOS LARGO

(m)

ANCHO INICIAL

(m)

ANCHO MEDIO

(m)

ANCHO FINAL (m)

DAMERO

1 350 37,31 1,20 1,11 1,14

2 66 22,10 4,57 4,45 4,57

3 339 18,34 2,41 2,26 2,30

4 833 14,73 1,08 1,01 0,99

PARALELO

1 81 33,09 3,07 2,29 2,98

2 15 66,87 11,43 11,85 13,53

3 60 40,21 6,97 5,85 6,87

4 23 104,25 3,38 2,15 2,53

5 5 295,87 5,08 4,07 6,29

LINEALES

1 45 159,84 5,15 3,90 4,49

2 4 141,17 22,97 12,02 10,33

3 1 604,94 33,17 14,67 39,49

4 8 591,84 15,00 9,28 8,79

IRREGULAR

1 279 22,29 4,18 2,57 4,00

2 157 29,012 7,86 5,50 7,90

3 42 39,71 13,78 12,18 13,94

4 18 156,44 5,06 2,83 5,24

5 5 86,55 30,31 28,87 30,19



67

En la tabla anterior se observa que para cada tipo inicial de camellón se generaron varios patrones

agrupados en torno a características similares de ancho y largo (morfología); de los canales tipo

damero y lineal se generaron cuatro grupos respectivamente y de los canales tipo paralelo e irregular

se generaron cinco grupos para cada uno. En el anexo 14 se pueden observar los mapas de resultantes

de este análisis donde se muestra agrupadas por color las diferentes clases resultantes para cada tipo

inicial de camellón.

De cada tipo de los cuatro iníciales, se seleccionaron dos grupos, teniendo en cuenta la

representatividad de los datos con base al número de individuos de cada grupo y a que estos grupos

representan la mayor cantidad en términos de distribución espacial.

5.2.2. Reconstrucción artificial de la geometría del canal

Después de la comprobación de campo en donde se verificó que el estado actual no permite la toma

directa de medidas o identificación de la forma, se encontró que los lugares donde existieron los

camellones han sido construidos, intervenidos por procesos de agricultura o ganadería o no garantizan

que a través del paso del tiempo conserven su forma original como se puede verificar en la ilustración

10.

Ilustración 10 Estado actual de los camellones en Suba y Funza.

Fuente: Autores, Suba - Funza, 2016

A continuación se muestran los resultados de la reconstrucción de la geometría de los canales

prototipo donde se tuvieron en cuenta cuatro aspectos: forma, dimensiones, profundidad del canal y

talud. se muestran los valores correspondientes para cada uno de ellos a partir de los métodos

propuestos.


68

Definición de la forma de la geometría de la sección transversal

De acuerdo a la revisión propuesta de las formas de canales, específicamente La geometría de la

sección trasversal de los canales, se encontró según la FAO (2003) en su guía de métodos sencillos

para la acuicultura, que las tres formas más frecuentes son: rectangular, trapezoidal y triangular.

Según la FAO (2003) los canales más estables cuando su recubrimiento es en tierra son los de forma

trapezoidal y esta es la forma más utilizada por los campesinos en áreas rurales al momento de

construir un canal por la facilidad de su construcción.

Frecuentemente, los canales sin revestimiento de uso agrícola tienen una sección trasversal

trapezoidal determinada por: la anchura (b) de su fondo horizontal; el coeficiente de pendiente (z:1)

de sus paredes en ángulo; la altura máxima del agua (h);la sobre-elevación (f) para evitar los

desbordamientos. Como se puede observar en la siguiente ilustración (11):

Ilustración 11 Partes de la geometría de un canal trapezoidal


De la revisión bibliográfica realizada sobre la técnica de cultivo muisca citamos el siguiente párrafo

extraído del libro “EL SOL DEL PODER: SIMBOLOGÍA Y POLÍTICA ENTRE LOS MUISCAS DEL NORTE DE

LOS ANDES” (2004) el cual referencia su tipo de construcción en épocas coloniales y con la cual

definimos para esta investigación como de tipo manual:

“(…) el maíz no se siembra en la tierra arada de los bueyes en este reino, sino en cierta manera de

camellones altos que hacen a mano, en medio de las aguas (…)”.

Adicionalmente se realizó una revisión de las formas encontradas en los informes de excavación del

Ana María Boada (Boada, Excavaciones en Sistemas de Camellones y Canales de la Sabana de Bogotá,


69

2001) encontrando formas similares a un trapecio en los perfiles de excavación. Se define entonces de

manera general que la forma de la sección transversal para los canales generados a partir de las

terrazas de los sistemas de campos elevados muiscas es de forma trapezoidal por las características

anteriormente señaladas para los cuatro tipos de camellones, variando tan solo en sus dimensiones,

para cada tipo de camellón.

Profundidad del canal

Los resultados de la matriz de profundidad a partir de la cual se definieron las profundidades para cada

tipo de camellón se muestran en la tabla 20 que muestran los valores determinados de profundidad

para cada uno, con la siguiente aclaración:

Para los camellones de tipo irregular no se encontraron referencias de altura o profundidad de canal,

para definir su profundidad se tuvieron en cuenta las profundidades determinadas de los camellones

paralelos que están próximos a estos y la profundidad del suelo perteneciente a la ubicación de estos,

la cual es de 1.0 -1.33 cm y corresponde Aericendo aquepts8

Tabla 20 Resumen de medidas establecidas de profundidad para cada tipo de camellón.

TIPO DE CAMELLÓN PROFUNDIDAD ESTIMADA (mt)

Damero 0.60

Lineal 1.2

Paralelo 1.0

Irregular 1.0


Cálculo del talud de la sección transversal

Con las proporciones de pendiente, de acuerdo al tipo de material se aplicó el teorema del seno para

obtener la relación profundidad del canal con respecto a la base, se toma como ángulo inicial 30° de la

pared lateral con respecto a la hipotenusa para obtener la relación P-B y poder calcular las medidas del

8 (ct2b) que se caracteriza por ser suelos profundos y pobremente drenados y presentan fluctuación del nivel freático. La

profundidad mencionada es la correspondiente a la capa orgánica que es la capa de interés.


70

talud y el ancho de solera de cada canal. A continuación se muestran los resultados del cálculo para

cada caso (tabla 21).

Tabla 21 Relación profundidad base de canal

Tipo De Camellón Profundidad De Camellón (Mt)

Relación Profundidad, Base De Canal (P-B)

Damero 0,6 0,36

Paralelo 1 0,6

Lineal 1,2 0,72

Irregular 1 0,6


Teniendo ancho superior, profundidad y la relación del talud, se calcula el talud y el ancho inferior o

base del canal para cada prototipo, de esta manera ya se tienen las medidas básicas de la geométrica

de la sección transversal de cada prototipo.

Dimensiones la sección transversal de los prototipos

Con los cálculos de morfología, y las determinaciones forma de la sección transversal, profundidad y

pendiente se definen las dimensiones de la sección transversal inicial para cada prototipo. Teniendo en

cuenta que las medidas generadas en el análisis multivariado corresponden a valores producto de la

correlación generada entre los individuos, estas corresponden a valores ideales no basadas en

individuos reales por lo cual se realizó una búsqueda dentro de cada grupo de individuos con medidas

cercanas a las medidas calculadas de los patrones de cada grupo para realizar el modelado basado en

prototipos correspondiente a camellones reales, los cuales se muestran en la tabla 22.


71

Tabla 22 Dimensiones la sección transversal de los prototipos

PROTOTIPO FORMA Y DIMENSIONES

Canal Prototipo Damero 1

Canal Prototipo Damero 4

Canal Prototipo Paralelo 1

Canal Prototipo Paralelo 3

TIPO DAMERO 1

ANCHO INICIAL 1,209777

PROFUNDIDAD 0,6

RELACION (TALUD-

PROFUNDIDAD) Z0,36

BASE DEL CANAL 0,489777

TIPO DAMERO 4


PROFUNDIDAD 0,6

RELACION (TALUD-

PROFUNDIDAD) Z0,36


TIPO PARALELO 1


PROFUNDIDAD 1

RELACION (TALUD-

PROFUNDIDAD) Z0,6


TIPO PARALELO 3


PROFUNDIDAD 1

RELACION (TALUD-

PROFUNDIDAD) Z0,6



72

Canal Prototipo Lineales 1

Canal Prototipo Lineales 4

Canal Prototipo Irregular 1

Canal Prototipo Irregular 2


TIPO LINEALES 1


PROFUNDIDAD 1,2

RELACION (TALUD-

PROFUNDIDAD) Z0,72


TIPO LINEALES 4


PROFUNDIDAD 1,2

RELACION (TALUD-

PROFUNDIDAD) Z0,72


TIPO IRREGULAR 1


PROFUNDIDAD 1

RELACION (TALUD-

PROFUNDIDAD) Z0,6


TIPO IRREGULAR 2


PROFUNDIDAD 1

RELACION (TALUD-

PROFUNDIDAD) Z0,6



73

5.3. Cálculo de rugosidad

El resumen de los valores para la rugosidad calculada a partir del método de Cowen para cada tipo

camellón se observa en la tabla 23.

Tabla 23 Valores Calculados De Rugosidad Para Cada Tipo De Camellón.

TIPO DE CAMELLÓN RUGOSIDAD (n)

LINEAL 0,06

DAMERO 0,055

PARALELO 0,0663

IRREGULAR 0,065


5.4. Estimación de pendiente

A continuación se presenta la tabla (24) con el resumen de las pendientes calculadas, además se

comparó a manera de verificación con la pendiente que arroja el estudio de suelos del IGAC para cada

sector.

Tabla 24 Resumen de pendientes para cada prototipo de canal.


5.5. Cálculo de caudal y velocidad de flujo

Se tomaron referencias de sistemas de agricultura actuales, enmarcados en la agricultura de

inundación como los canales de irrigación de los cultivos de arroz o acequias de riego. Sin embargo

TIPO GRUPO

SEGÚN

ESTUDIO DE

SUELOS

CALCULADA

0-1.5 0,00745532

PROTOTIPO

0-1.5 0,00745532

IRREGULAR 2

IRREGULAR 1

0,00361859

LINEALES 4 0-1.5 0,00361859

0-1.5 0,00745532

LINEALES 1 0-1.5

0-1.5 0,00745532

PARALELO 3

PARALELO 1

0,00602511

DAMERO 4 0-5 0,00602511

PENDIENTE

DAMERO 1 0-5


74

estos no se utilizaron como referencia ya que su variabilidad y condiciones de flujo no corresponden

con la que se requieren para la investigación, se decidió entonces definir el caudal en función de la

altura de la lámina de flujo de agua, como se observa a continuación (esquema 10).

Esquema 10 Referencias de alturas de flujo de agua para cálculo de caudal


Se tomaron como referencia tres a diferentes niveles de altura de lámina de agua a capacidades del

canal de 30%, 60% y 90%. Este comportamiento simula el flujo de agua en el canal para diferentes

épocas del año, obteniendo diferentes comportamientos de caudal.

Conociendo la geometría de la sección transversal, la rugosidad y la pendiente para cada canal de

estudio, se asignaron diferentes alturas de cauce o tirante hidráulico y se realizaron los cálculos

correspondientes para obtener los caudales iniciales, los valores correspondientes a este proceso se

pueden observar en la tabla 25 de resumen de datos que incluyen porcentaje, tirante y caudal.

5.6. Síntesis de los valores finales de las variables para la

modelación

En este momento se tienen los datos de la geometría de canal de los prototipos además se conocen

los valores de pendiente, rugosidad, y caudales iníciales ya se cuenta con toda la información para

inicial el modelado de los prototipos, a continuación se presenta la tabla 35 donde se observa una

síntesis de los valores calculados.


75

Tabla 25 Resumen de datos de variables preliminares de modelado.


RUGOSID

AD

RELACIO

N TALUD

Z

Q (CAUDAL)

TIPO GR INDIVIDUOS LARGO A. INI A. MED A. FIN SUEL CALC. LIT INICIAL medio FINAL % mt L/s

30% 0,18 33,1

60% 0,36 99,3

90% 0,54 192,8

30% 0,18 23,9

60% 0,36 72,9

90% 0,54 145

30% 0,3 305,5

60% 0,6 950,5

90% 0,9 868,5

30% 0,3 975,8

60% 0,6 3040,3

90% 0,9 5893,7

30% 0,36 658,7

60% 0,72 2065,8

90% 1,08 4057

30% 0,36 2450,8

60% 0,72 7612,9

90% 1,08 15053

30% 0,3 510,1

60% 0,6 1581,7

90% 0,9 3073,8

30% 0,3 1164,3

60% 0,6 3633,1

90% 0,9 7046,7

1 0,065 0,6 6,66515 4,3076 6,70467IRREGULAR 2 157 29,012580 7,865150 5,507643 7,904669 0-1.5 0,00745532

1,2 0,06 0,72 13,5619 7,8423 7,35202

IRREGULAR 1 279 22,295210 4,181625 2,578896 4,001769 0-1.5 0,00745532 1 0,065 0,6 2,98163 1,3789 2,80177

LINEALES 4 8 591,845800 ######### 9,282287 8,792023 0-1.5 0,00361859

1 0,067 0,6 5,7751 4,6597 5,67126

LINEALES 1 45 159,847200 5,157435 3,907141 4,498224 0-1.5 0,00361859 1,2 0,06 0,72 3,71744 2,4671 3,05822

PARALELO 3 60 40,219630 6,975095 5,859685 6,871262 0-1.5 0,00745532

0,6 0,055 0,36 0,36405 0,2984 0,27467

PARALELO 1 81 33,096100 3,070089 2,290945 2,988464 0-1.5 0,00745532 1 0,067 0,6 1,87009 1,0909 1,78846

DAMERO 4 833 14,735710 1,084049 1,018368 0,994665 0-5 0,00602511

MEDIDAS PROMEDIO (m) PENDIENTEPROFUN

DIDADBASE DEL CANAL (m) Y (TIRANTE)

DAMERO 1 350 37,318890 1,209777 1,114539 1,144373 0-5 0,00602511 0,6 0,055 0,36 0,48978 0,3945 0,42437


76

6. MODELACIÓN

En esta capitulo se presentan los resultados de la reconstrucción digital de los canales con su

geometría particular y las características intrínsecas para cada prototipo a partir de los cálculos y las

estimaciones de la etapa anterior, relacionándolos con las características físicas del terreno al

recrearlas en sus ubicaciones originales; Después se muestran las condiciones de contorno obtenidas

con la herramienta HecGeo-RAS, que fueron el insumo para la modelación hidráulica y finalmente se

sintetizan los resultados del proceso de modelación.

6.1. Generación del modelo de elevación

El modelo de elevación es el insumo básico a partir del cual se obtuvieron las geometrías de los ocho

canales prototipo que fueron modelados. En la siguiente tabla (26) se observan las imágenes

generadas de los modelos de elevación de cada prototipo y su correspondiente vista de los elementos

que se pueden observar.

Tabla 26 Imágenes DEM de cada prototipo

PROTOTIPO IMAGEN DEM

Modelo De Elevación

Para Camellones

Paralelos: 1) Jarillón

sobre el río, 2)

Meandro sobre el rio,

3) Terrazas, 4)

Canales.


77


Para Camellones

Lineales: 1) canal

principal moderno, 2)

río Bogotá, 3) Antiguo

Meandro Sobre el río,

4) Terraza, 5) Canal.


Para Camellones De

Damero: 1) Terraza, 2)

Canal 3) Zona de

Inundación.


Para Camellones De

Damero: 1) Terraza

damero, 2) Canal, 3)

Terraza Damero

cerrado, 4) Zona de

Inundación.


78


Para Camellones

Irregulares: 1)

Meandro río Bogotá,

2) Zona interna del

Meandro, 3) Terraza,

4) Canal.


En la siguiente tabla (27) se observan las imágenes de las líneas de corte de los modelos de elevación

de prototipo y que corresponde a las secciones de canal demarcadas mediante HEC-GeoRAS.

Tabla 27 Imágenes de las líneas de corte de para cada DEM

LÍNEAS DE CORTE IMAGEN

Modelo De Elevación Para Camellones Paralelos:

1)trayectoria de flujo (línea azul), 2) bancos de

caudal( líneas azul oscuro) 3) Líneas De Corte

(líneas verdes), 4) Cotas de Inundación (líneas

rosa).

Modelo De Elevación Para Camellones Lineales:




rosa).


79

Modelo De Elevación Para Camellones De:




rosa). Damero

Modelo De Elevación Para Camellones:




rosa). Irregulares


6.2. Modelado de los prototipos

Se realizó la modelación de los prototipos y se obtuvieron los valores de que determinan el

comportamiento hidráulico para cada prototipo.

6.2.1. Descripción del comportamiento hidráulico de los prototipos

A continuación se presentan las tablas (28, 29) que muestran los valores de comportamiento

hidráulico, calculado para los ocho prototipos. Las gráficas de vista en 3D, sección transversal, curva

de tirante vs caudal y curva de velocidad se encuentran en el anexo 11.


80

Tabla 28 Valores obtenidos para los prototipos

CÓDIGO CANAL CD1693 CD54 CL14 CL29

VARIABLES HIDRÁULICAS

% de Valor sm Valor prom.

Valor sm Valor prom.

Valor sm Valor prom. Valor sm Valor prom.

TIRANTE HIDRÁULICO (Y)

(m)

30% 0.194 0.1857 0.222 0.2235 0.431 0.4191 0.462 0.4261

60% 0.341 0.3304 0.326 0.3286 0.715 0.6994 0.807 0.7574

90% 0.495 0.4822 0.456 0.4594 0.935 0.9181 11.300 10.742

CAUDAL (Q) (m3/S)

30% 39 39 250 250 35,5 35,5 650 650

60% 117,5 117,5 500 500 113 113 20000 20000

90% 240 240 900 900 226,9 226,9 40000 40000

ÁREA HIDRÁULICA (m2)

30% 0.1602 0.1527 0.7562 0.7861 0.7621 0.6917 23.154 23.521

60% 0.3007 0.2919 11.252 11.683 13.832 12.670 42.072 43.502

90% 0.4664 0.4571 15.978 16.575 19.309 17.806 61.077 64.139

RADIO HIDRÁULICO

30% 0.1373 0.1313 0.1991 0.2005 0.3032 0.2738 0.3987 0.3605

60% 0.203 0.1975 0.2797 0.2807 0.4361 0.3973 0.6364 0.5777

90% 0.2572 0.253 0.3714 0.3713 0.5237 0.4815 0.8293 0.7343

ENERGÍA ESPECIFICA (m)

30% 0.016 0.0148 0.0832 0.0882 0.1566 0.1419 0.5443 0.5293

60% 0.0534 0.0507 0.1813 0.1913 0.4594 0.4198 17.428 17.356

90% 0.1201 0.1154 0.3585 0.3767 0.8246 0.7587 35.765 36.277

VELOCIDAD (m/s)

30% 0.2435 0.2563 0.0331 326 0.0466 0.0837 0.2807 0.3006

60% 0.3907 0.4029 0.0444 0.0437 0.0817 0.128 0.4765 0.4949

90% 0.5151 0.5261 0.0563 0.0552 0.1187 0.1733 0.6653 0.6809

PERÍMETRO MOJADO (m)

30% 11.664 11.669 37.986 38.849 25.134 23.325 58.074 55.426

60% 14.816 14.784 40.232 41.114 31.718 29.408 62.908 60.849

90% 17.384 17.361 43.018 437.098 32.182 30.187 62.908 61.165

ANCHO SUPERFICIAL (m)

30% 0.9005 0.9144 35.000 35.860 20.225 18.578 52.821 57.680

60% 10.156 10.302 35.838 36.775 23.566 21.947 56.955 62.394

90% 11.396 11.527 36.833 37.899 26.247 24.569 60.849 69.410

CAPACIDAD (m3)

30% 60.876 58.028 166.364 172.942 3.041.845 2.760.895 347.31 352.828

60% 114.266 110.942 247.544 247.544 5.520.904 5.057.103 631.08 652.803

90% 177.232 173.706 351.516 364.654 7.706.994 7.107.441 916.155 962.098

N°. FROUDE

30% 0.1843 0.2013 0.0227 0.0225 0.0242 0.0497 0.1353 0.1556

60% 0.2292 0.242 0.0253 0.249 0.034 0.0598 0.17

90% 0.2538 0.266 0.0273 0.0267 0.0423 0.0681 0.2042 0.2187

TIPO DE FLUJO

30% Subcrítico Subcrítico Subcrítico Subcrítico



TIEMPO DE RETENCIÓN

HIDRÁULICA (h)

30% 0.0433 0.0413 0.1848 0.1921 23.801 21.603 0.1484 0.1507

60% 0.027 0.0262 0.1375 0.1375 13.571 12.431 0.08765 0.0906

90% 0.0205 0.0201 0.1084 0.1125 0.9435 0.8701 0.06362 0.0668



81

Tabla 29 Valores y Graficas Obtenidos Para Prototipos

CODIGO CANAL CI485 CI251 CP57 CP60

variables hidráulicas % de Valor sm

Valor prom.

Valor sm

Valor prom.



TIRANTE HIDRÁULICO (Y) (m)

30% 0.324 0.2933 0.406 0.391 0.408 0.3967 0.384 0.3625

60% 0.605 0.589 0.734 0.7168 0.75 0.7368 0.536 0.5109

90% 0.833 0.8221 10.350 10.187 10.680 10.516 0.652 0.6241

CAUDAL (Q) (m3/S)

30% 290 290 11000 11000 899,4 899,4 60 60

60% 910 910 34000 34000 27998 27998 120 120

90% 17900 17900 66000 66000 54200 54200 180 180

ÁREA HIDRÁULICA (m2)

30% 0.5298 0.5597 19.623 20.916 21.020 19.980 11.393 12.778

60% 10.943 12.570 36.880 39.892 40.218 38.370 16.411 18.589

90% 16.203 18.901 55.353 59.923 60.511 57.689 20.407 23.210

RADIO HIDRÁULICO

30% 0.2412 0.2255 0.3546 0.346 0.3586 0.3486 0.3134 0.3028

60% 0.3838 0.391 0.5849 0.5834 0.604 0.5913 0.4113 0.404

90% 0.4791 0.496 0.4943 0.6697 0.6529 0.6754 0.4792 0.4752

ENERGÍA ESPECIFICA (m)

30% 0.0985 0.0992 0.4549 0.4706 0.461 0.4343 0.2131 0.2312

60% 0.3855 0.4179 16.343 17.130 16.666 15.929 0.4251 0.468

90% 0.8216 0.8971 35.138 36.997 35.569 34.221 0.6389 0.7068

VELOCIDAD (m/s)

30% 0.5474 0.5705 0.5606 0.5478 0.4279 0.4618 0.0527 0.0489

60% 0.8333 0.7547 0.9276 8867 0.7013 0.7443 0.0731 0.0671

90% 11.307 10.012 12.508 11.815 0.9338 0.9859 0.0883 0.0808

PERÍMETRO MOJADO (m)

30% 21.998 24.757 55.335 59.982 58.611 56.754 36.351 42.939

60% 27.019 31.086 58.097 63.709 60.760 59.371 39.897 45.809

90% 27.019 32.266 58.097 63.709 60.760 59.371 40.812 46.890

ANCHO SUPERFICIAL (m)

30% 18.392 21.492 50.695 55.725 53.992 52.265 32.019 38.890

60% 21.737 25.425 54.781 60.078 58.082 56.354 33.832 4.097

90% 24.441 28.862 99.999 79.803 80.001 73.676 35.201 42.075

CAPACIDAD (m3)

30% 116.556 123.136 39.246 41.833 50.448 477.129 501.292 562.256

60% 240.746 276.546 73.76 797.848 965.232 920.871 722.084 817.908

90% 356.466 415.842 110.706 119.846 1.452.264 1.384.542 897.908 1.021.232

N°. FROUDE

30% 0.3255 0.3833 0.2876 0.2895 0.2189 0.2415 0.0282 0.0275

60% 0.3689 0.3422 0.3533 0.3454 0.2632 0.2838 0.035 0.0318

90% 0.4174 0.3776 0.3986 0.3827 0.2922 0.3122 0.0366 0.0345

TIPO DE FLUJO




TIEMPO DE RETENCIÓN

HIDRÁULICA (h)

30% 0.0111 0.0117 0.0099 0.0105 0.0155 0.0147 0.232 0.2603

60% 0.0073 0.0084 0.006 0.0065 0.0095 0.0091 0.1671 0.1893

90% 0.0055 0.0064 0.0046 0.005 0.0074 0.007 0.1385 0.1575



82

7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

La discusión de los resultados constan de los análisis generales de acuerdo al proceso investigativo, los

análisis del comportamiento hidráulico, la matriz de correlación arqueo-tecnológica y finalmente el

modelo general de la investigación.

7.1. Análisis por Etapas Metodológicas

A continuación se presentan los análisis de resultados de acuerdo a las etapas metodológicas: Iguaque,

Bachue, Bochica y Bacatá.

7.1.1. Iguaque & Bachue (Caracterización)

Según Alexander herrera (2008), la sostenibilidad del futuro de los pueblos andinos (como

Colombia) se basa en la recuperación de la armonía que tenían nuestros pueblos con la

naturaleza y esto se logra a través de la recuperación de las tecnologías indígenas, dando

continuidad a esta idea y gracias a la línea de investigación de la ingeniería ambiental de la

universidad distrital en tecnologías apropiadas, este proyecto se enlaza al ciclo de la

innovación tecnológica, partiendo de la recuperación de una tecnología ancestral para su

adaptación y aplicación.

Aunque en Colombia diversas culturas desarrollaron la siembra por camellones como los

Zenúes, la cultura Tumaco y los muiscas, se seleccionó para esta investigación el área habitada

por los muiscas en la sabana de Bogotá en la cuenca media del río Bogotá que cuenta con los

sistemas de campos elevados de la cultura muisca, la selección se dio a partir de varios

factores: a) Accesibilidad a la información, en Bogotá se encuentran varias instituciones donde

se pudo indagar sobre la tecnología y tener una buena cantidad de información base. b)

Facilidad de verificación en terreno, se pudo realizar verificación en campo de las áreas

seleccionadas. c) Numero de referencias, hay estudios relevantes desde la arqueología que

resaltan el valor de estos sistemas en los que se resalta la importancia de realizar estudios

sobre estos sistemas. d) Estos no han sido estudiados desde la ingeniería lo que abre un gran


83

número de posibilidades en investigación. e) Las diferencias propias que la caracterizan en

relación con otras tecnologías de este tipo como las desarrolladas en otras partes de américa

como: México, Bolivia o la cultura Zenú en Colombia. f) Dignificación histórica de la cultura

muisca, donde se les muestra como poseedores de una tecnología compleja, adaptable y

sostenible con el territorio. Que supo aprovechar las particularidades geográficas de la sabana

de Bogotá.

Los sistemas de campos elevados muiscas, son complejos sistemas desarrollados a partir de la

observación de las dinámicas naturales, y se construyeron adaptándolos al entorno,

aprovechaban los ciclos naturales de inundación y sequía, ya que se ubicaban en bacines,

terrazas altas, madres viejas o vegas de ríos, facilitando su proceso de construcción. En sí

mismos constituyen una alteración del entorno que aprovechaba la geomorfología originaria

del paisaje, lo que en principio soporta su sostenibilidad, al aprovechar las condiciones

originales del territorio, los procesos naturales (geofísicos) no se ven alterados lo que los

vuelve armónicos con el ecosistema.

Los sistemas de campos elevados muiscas se encuentran extintos y desaparecidos, las

comunidades muiscas actuales desconocen las características y funcionamiento de la práctica,

adicional a lo anterior existen muy pocos vestigios físicos que se puedan analizar ya que se

encuentran obliterados o han sido intervenidos para el desarrollo de procesos productivos

como: ganadería, agricultura, floricultura y procesos de urbanización, esto dificulta los

estudios que se realizan acerca de estos sistemas y por ello fue necesario para el desarrollo de

esta investigación hacer uso de registros fotográficos, crónicas históricas y estudios

arqueológicos para la caracterización de la tecnología.

Al seleccionar como base de la investigación los trabajos realizados por Ana María Boada que

identifico los patrones de asentamiento muisca en la sabana de Bogotá, la selección de las

áreas con sistemas de campos elevados muiscas permitió escoger cuatro áreas

representativas, que se comprobaron a través de fotografía área verificando que fuera posible

su digitalización y que correspondieran a cada uno de los tipos descritos por ella en sus

investigaciones.

La categorización de los sistemas de campos elevados muiscas no se limita solo a su

morfología superficial, como las variaciones por tamaño y forma, identificadas por Broadbent

(1968) y Boada (2006), además de estos factores hay una fuerte relación de los sistemas de

campos elevados muiscas en relación con su ubicación, como por ejemplo su ubicación con


84

respecto al río y a elementos geográficos o geomorfológicos predominantes en el paisaje. Las

investigaciones de Boada (2006) y Cavelier (2003) comprobaron que los sistemas de campos

elevados muiscas se encontraban en las siguientes ubicaciones: Terrazas altas de

encharcamiento, zonas con altos niveles freáticos; Humedales o chucuas, que se utilizaban en

épocas seca y áreas bajas de llanuras aluviales en la zona externa de los meandros.


Para darle el carácter de tecnología a la práctica desarrollada por los muiscas como parte del

proceso de validación tecnológica y facilitar su análisis durante la investigación se identificaron

los componentes de esta evaluándola con un enfoque sistémico dentro de la caracterización.

Se presenta una síntesis de este análisis

Tabla 30 Componentes De Desde El Enfoque Sistémico De Los Sistemas De Campos Elevados Muiscas.

Componentes Principales De Un Sistema Sistema De Campos Elevados Muiscas

Partes Canales, Terrazas

Limites Zonas Inundables, Constituidas Por Camellones

Interacciones Transporte De Agua En Los Canales Hacia El

Sustrato

Insumos Agua, Terrazas, Canales, Ecosistema, Mano De

Obra

Productos Producción Agrícola, Pesca, Caza, Regulación

Climática, Regulación De Caudales, Conservación De Biodiversidad



85

La conformación del sistema favorece el soporte de un ecosistema anfibio en medio de un

sistema productivo, que da lugar a que en estos sistemas se albergue una gran cantidad de

flora y fauna como se puede observar en las características obtenidas en la caracterización

física y lo consultado en la revisión bibliográfica.

Las áreas de ubicación de los sistemas de campos elevados Muiscas en la sabana de Bogotá

corresponden a las zonas de vida bosque-húmedo Montano-Bajo (bh-MB) y bosque seco

Montano-Bajo (bs-MB) , áreas con alta precipitación ubicadas en la cordillera oriental que

reúnen condiciones adecuadas de desarrollo de flora y fauna.


Actualmente la ronda del río Bogotá, donde se ubican las áreas de estudio, ha sido intervenida

con el cambio de uso y cobertura de suelos además con las obras hidráulicas como jarillones y

presas para contener al río en época de invierno, generando una alteración de las dinámicas

naturales haciendo evidente la mala interpretación de los fenómenos naturales que podrían

ser aprovechados en el marco de un proceso productivo sostenible.

Los sistemas de campos elevados muiscas se clasifican como mixtos por su fuente de captación

según Ericsson (1984), los que colindan con el río como los paralelos, lineales o irregulares

poseen alimentación de tipo fluvial, mientras que los de damero cercanos al cerro de la

conejera tienen como fuente de alimentación la escorrentía superficial.

Los sistemas de campos elevados Muiscas analizados por esta investigación están ubicados en

áreas con topografía predominantemente plana que posee pendientes entre 0.003% – 0.008%

muy planas, características de la cuenca media del río Bogotá.


86

Dentro del reconocimiento de áreas de estudio se identificó que el área de camellones de tipo

damero se ubicaba dentro de la reserva Thomas Vander Hammen lo que agrega importancia

de tipo arqueológico a la reserva para la búsqueda de su conservación.

7.1.2. Bochica (Parametrización)

Al paremetrizar este tipo de tecnología se tuvieron en cuenta tres aspectos: el conocimiento

teórico constituido para esta investigación por la hidráulica de canales; la disponibilidad de la

información (el conocimiento de la tecnología, información extraída a partir de los estudios

arqueológicos) y las herramientas de modelación y análisis disponibles como los diferentes

tipos de software usados en la investigación.

Siendo la geometría del canal un parámetro fundamental de esta investigación es importante

diferenciar en esta lo referente a la morfología del canal y lo referente a la geometría de la

sección transversal, la primera es la forma superficial desde una vista superior donde se

aprecia su forma, largo y ancho de canal y la segunda hace referencia a las variables

hidráulicas que definen el flujo de un canal como: forma, ancho superficial, profundidad y

talud, que definen variables como: radio hidráulico, área mojada y perímetro mojado.

Para iniciar la tipificación se tomó como punto de partida la clasificación realizada por Ana

María Boada (2006) que clasifica los SCEM, en cuatro tipos: lineal, paralelos, damero e

irregular. Haber tomado esta clasificación como punto de partida, facilito el proceso de

análisis ya que brindó los elementos básicos para iniciar el análisis morfológico y el

tratamiento de los datos en el análisis multivariado.

La diferenciación básica que se generó en el análisis morfológico de la composición del

camellón (sistema canal-terraza) facilitó la construcción de criterios de análisis de los

camellones, aclarando que la identificación por tipos se generó a partir de las terrazas

teniendo en cuenta que el objeto de estudio eran los canales, con esta aclaración y la

definición de las características para cada tipo hizo que hubiera mayor precisión en la

generación de datos y mejoró el manejo para su modelación.

La agrupación resultante del análisis multivariado que relaciona el largo y anchos en un

individuo, utiliza la lógica de componentes principales dando un valor de agrupación para

cada tipo y una variable predominante de agrupación, en el caso de los canales tipo damero

esta variable fue el ancho medio, para los lineales fue el ancho final, para los paralelos fue


87

largo y para los irregulares el ancho medio y el largo. Además al ordenar los datos de estas

agrupaciones podemos observar de cada tipo de canal según la cantidad de individuos

analizados: a. los canales lineales son los más largos pero no necesariamente los más grandes,

b. los canales de camellones de damero son los más cortos, c. los canales de los camellones

irregulares y paralelos tienen una alta variabilidad en sus dimensiones pero no en su ubicación

y disposición con respecto al rio, estos camellones son muy regulares ubicados de manera

paralela al río mientras que los irregulares tienen una alta variedad de orientaciones y

tamaños.

Con respecto al ancho los camellones que presentan una mayor variabilidad en estos fueron

los irregulares lo que dificulta su análisis y generó una mayor cantidad de clases cuando se

realizó el análisis multivariado.

la geometría de la sección transversal de los canales de los sistemas de campos elevados

muiscas, se determinó a partir de la revisión de las crónicas de la conquista donde referencia

su construcción de tipo manual para camellones de la cultura muisca y se definió según

estudios de la FAO para canales de construcción manual de tipo campesino, que la forma

estructural es trapezoidal, para este estudio se trabajó con taludes específicos para cada tipo e

inclinaciones determinadas a partir de las condiciones específicas del suelo de cada área.

En la determinación de la profundidad de los canales se tuvieron en cuenta los siguientes

factores: técnicos, (herramientas y forma de construcción de los canales); culturales, (según la

cultura que desarrolló el sistema se encontraron variaciones en las profundidades); y

geográficos donde se deben tener en cuenta variables del terreno como capa orgánica, nivel

freático y desarrollo radicular del cultivo sembrado. Para los camellones muiscas esta variación

se estableció de acuerdo al tipo de canal de cada área seleccionada, según los valores

observados en la matriz de determinación de profundidad.

Existe una relación entre la profundidad del canal y el tipo de suelo, teniendo en cuenta que el

sistema de campos elevados tenía como objetivo el aprovechamiento agrícola, Se toma como

referente la capa orgánica del suelo y se asocia a la profundidad del canal. para las zonas

estudiadas se identificaron profundidades de 0.30 mts a 1.5mts. de la capa orgánica y según la

matriz de estimación de profundidad se establecieron profundidades de canal entre 0.6 mts a

1.2mts

La rugosidad para cada tipo de camellón analizado en esta investigación se determinó a partir

del método de Cowen (1956) descrito en Ven Te Chow (2003) este método es adecuado al tipo


88

de información que se posee y las condiciones que se pueden determinar del terreno, donde

se obtuvieron rugosidades para los canales con valores entre: 0.055 y 0.066.

7.1.3. Bacatá (Modelación)

Aunque a simple vista los sistemas de campos elevados se clasifiquen en cuatro tipos según su

forma básica, se observa al modelar sus variables que se presentan diferentes

comportamientos hidráulicos en cada uno de los ocho prototipos seleccionados para la

modelación, inclusive presentando diferencias apreciables en los que pertenecen a un mismo

tipo.

Para la definición de las condiciones de modelado, como el flujo y el establecimiento de las

condiciones de contorno, se tuvieron en cuenta condiciones naturales del terreno como:

orientación del rio, sentido del flujo del agua, pendiente en relación con los accidentes

geográficos y la ubicación de las áreas de estudio como: la ubicación de los camellones de tipo

damero con respecto al cerro de la conejera. Lo que generó condiciones como las siguientes:

los sentidos de flujo para los prototipos de los camellones de damero se establecieron de

acuerdo a la pendiente y como punto de referencia el cerro, tomando como punto inicial del

canal las orientaciones norte y oriente, dependiendo de la disposición del camellón; en el caso

de los camellones lineales se tomó como parte inicial del canal la sección más alejada del

cauce del rio; para los camellones irregulares se utilizó la pendiente propia de cada canal y

para los canales de los camellones paralelos se estableció el mismo sentido del flujo del rio.

La utilización de la herramienta HecGeo-RAS, para determinar parámetros de modelado como:

líneas de flujo, bancos de caudal, cotas de inundación, líneas de corte y realizar la exportación

de la geometría de los prototipos directamente a Hec-RAS, ofrece una mayor precisión en

cuanto la alimentación del software con respecto a una manual y agiliza todo el proceso.

Se realizó una comparación de los valores de las secciones medias (sm) con los valores

promedio (prom) calculado para todo el canal y se observó que hay una correspondencia de

estos, condición que se cumple sobre todo para los canales de tipo prismáticos, como los

canales de tipo de damero y los tipo lineal que son regulares en sus secciones transversales,

para los camellones irregulares esta condición no se cumple. En la gráfica 3 se puede observar

como ejemplo la correspondencia de estos valores para la velocidad y fuerza específica.


89

Gráfica 3 Comparación De Valores De Fuerza Específica De Los Prototipos.


Se observa de manera general en los 8 prototipos una disminución en la velocidad del flujo a lo

largo del canal esta se debe a: las bajas pendientes del terreno y a la alta rugosidad que

generan los canales, lo que reafirma su función de distribución y almacenamiento de agua,

teniendo en cuenta que la unidad de análisis son los canales y se evaluó su comportamiento

individual.

Análisis de comportamiento hidráulico

Se presentan los análisis de las diferentes variables analizadas en la modelación de acuerdo al

comportamiento de las variables (tabla 31).

Tabla 31 Valores de comportamiento hidráulico

VARIABLE COMPORTAMIENTO

Caudal El prototipo ci251 correspondiente a camellones irregulares presenta el mayor caudal en

los tres tirantes hidráulicos (30%, 60% y 90%) con valores de caudal: 1.1 m3/s, 3.4 m3/s y

6.6 m3/s respectivamente. Mientras que el prototipo cd54 correspondiente a camellones

de damero presenta el menor caudal en los tres tirantes hidráulicos (30%, 60% y 90%) con

valores de: 0.025 m3/s, 0.050m3/s y 0.090 m3/s respectivamente.

El análisis grafico de comportamiento demuestra que los prototipos: cd1693, cd54, cl14 y

cp60 tienen un menor caudal, mientras que los prototipos: ci251 y cp57 tienen los

mayores caudales.


90

Área Mojada El prototipo cl29 correspondiente a camellones lineales presenta la mayor área hidráulica

en los tirantes hidráulicos de 30% 60% y 90% con valores de: 2.3521m2, 4.3520 m2 y

6.4139 respectivamente. El prototipo cd1693 correspondiente a camellones de damero

presenta las menores áreas hidráulicas en los tirantes de 30% 60% y 90% con valores de:

0.1530 m2, 0.2919 m2 y 0.4571m2 respectivamente.

Como se observa dos prototipos de tipo irregular presentan comportamientos máximos y

mínimos en el área mojada, esto se debe a la irregularidad de sus secciones transversales.

El análisis de comportamiento grafico arroja que los camellones ci251, cl29 y cp57 tienen

las mayores áreas hidráulicas.

Radio

Hidráulico

El prototipo cl29 correspondiente a camellones lineales presenta el mayor radio hidráulico

en los tirantes hidráulicos de 30% y 90% con valores de: 0.3605m y 0.7343 m

respectivamente, mientras que el prototipo cp57 presenta el mayor tirante hidráulico para

un tirante de 60% con un valor de: 0.5913 m. El prototipo cd1693 correspondiente a

camellones de damero presenta el menor radio hidráulico en los tirantes de: 30%, 60% y

90% con valores de: 0.1313, 0.1975 m y 0.2530 m.


91

Velocidad El prototipo ci251 correspondiente a camellones irregulares presenta la mayor velocidad

en los tirantes hidráulicos de 60% y 90% con valores de: 0.8868 m/s y 1.1815 m/s

respectivamente, mientras que el prototipo ci485 presenta el mayor tirante hidráulico

para un tirante de 30% con un valor de: 0.5705 m/s.

El prototipo cd54 correspondiente a camellones damero presenta la menor velocidad en

los tres tirantes hidráulicos (30%, 60% y 90%) con valores de: 0.0326 m/s, 0.0437 m/s y

0.0553 m/s respectivamente. Las tres menores velocidades se observan en los prototipos:

cd54, cl14 y cp60.

Ancho

Superficial

El prototipo cl29 correspondiente a camellones lineales presenta el mayor ancho

superficial en los tirantes hidráulicos de 30% y 60% con valores de: 5.7681m y 6.2385 m

respectivamente, mientras que el prototipo ci251 presenta el mayor ancho superficial para

un tirante de 90% con un valor de: 7.9803 m/s

El prototipo cd1693 correspondiente a camellones damero presenta el menor ancho

superficial en los tres tirantes hidráulicos (30%, 60% y 90%) con valores de: 0.9144 m,

1,0302 m y 1.1527m respectivamente. La mayor variación de anchos superficiales en los

camellones se observa cuando se realiza el cálculo para un tirante hidráulico de 90%.


92

Fuerza

Especifica

El prototipo cl29 correspondiente a camellones lineales presenta la mayor fuerza

especifica en los tirantes hidráulicos de 30% y 60% con valores de: 0.5296m3 y 1.7356 m3

respectivamente, mientras que el prototipo ci251 presenta la mayor fuerza específica para

un tirante de 90% con un valor de: 3.6997 m.

El prototipo cd1693 correspondiente a camellones damero presenta la menor fuerza

especifica en los tres tirantes hidráulicos (30%, 60% y 90%) con valores de: 0.0148 m3,

0.0507 y 0.1154 respectivamente. Los prototipos que presentan mayor fuerza específica

son ci251, cl29 y cp57.

Froude El prototipo ci251 correspondiente a camellones irregulares presenta el mayor número de

Froude en los tirantes hidráulicos de 60% y 90% con valores de: 0.3454 y 0.3828

respectivamente, mientras que el prototipo ci485 presenta el mayor número de Froude

para un tirante de 30% con un valor de: 0.3833

El prototipo cd54 correspondiente a camellones damero presenta el menor número de

Froude en los tres tirantes hidráulicos (30%, 60% y 90) con valores de: 0.0225, 0.0249 y

0.0268 respectivamente. Como todos los valores están por debajo de uno el flujo para los

8 prototipos corresponde a flujo subcrítico.


93

Capacidad de

los prototipos

El prototipo cl29 correspondiente a los camellones lineales presenta mayor capacidad de

almacenamiento de agua con un valor de 962.098 m3 para un tirante hidráulico del 90%

de su capacidad.

El prototipo cd1693 correspondiente a los camellones de damero tiene la menor

capacidad de almacenamiento de agua con un valor 17.37 m3 a un tirante hidráulico del

90%. Los camellones de tipo lineal presentan la mayor capacidad.

Tiempo de

retención

hidráulica

Se observa un comportamiento inverso en todos los prototipos con respecto al tirante

hidráulico calculado, a mayor tirante hidráulico o mayor caudal menor es el tiempo de

retención del canal.

El mayor tiempo de retención lo tiene el prototipo cl14 a un tirante del 30% con un valor

2.16 horas. El menor tiempo de retención lo tiene el prototipo ci251 a un tirante 90% con

un valor 18.15 seg.



94

Al realizar la verificación de los valores de la energía especifica con respecto a las pendientes

obtenidas en terreno se puede afirmar según Ven Te Chow (1994) que: para canales con

pendiente pequeña y asumiendo para este caso que V=Q/A, la energía específica se puede

escribir como: E=y+Q2/2gA2, para una sección de canal y caudal Q determinados con

pendientes muy bajas, menores a 0.5%, teniendo en cuenta lo anterior la energía específica

en una sección de canal se puede expresar solo en función de la profundidad de flujo (Y),

existiendo otras variables además de la pendiente que pueden ser más relevantes en el

movimiento del agua en los canales, que aprovechan la inercia del agua como por ejemplo la

energía eólica generada en las partes planas de la sabana, fuerzas electromagnéticas poco

documentadas y obras hidráulicas complementarias al sistema.

La calibración del modelo es un proceso que se realizó de manera transversal durante toda la

investigación, basado no solo en la corrección de valores y errores ocurridos durante los

procesos de cálculo y modelado, si no en la interpretación de valores erróneos y la corrección

en los procedimientos realizados. Algunos procedimientos fueron verificados de manera

manual, como en el caso del análisis multivariado, y los cálculos de caudal fueron calibrados a

partir de la sección transversal de cada prototipo utilizando tres tirantes hidráulicos para cada

uno, adicional a esto se usó un software alterno para verificar los resultados.


95

7.2. Matriz Arqueo-Tecnológica

Es una matriz exploratoria de calificación cuanti-cualitativa que realiza una evaluación agregada

discrecional de la correspondencia en términos de las relaciones posibles de los elementos evaluados.

Está compuesta por tres elementos, de manera horizontal están ubicados los usos hidráulicos de los

sistemas de campos elevados Muiscas propuestos por la arqueología, como segundo elemento cada

uno de los 8 prototipos, el tercer componente ubicado de manera vertical son las variables hidráulicas

modeladas de las cuales se toman como referente los valores promedio a un tirante hidráulico del 60%

de la capacidad del canal.

7.2.1. Calificación De La Matriz

La calificación se dio de la siguiente manera:

1. En la casilla de cruce de las tres variables se dio una calificación cualitativa, basada en código

que relacionaba la importancia de la variable hidráulica con respecto a la función objeto para

cada prototipo.

2. Si el valor de la variable era alto a esta se le asignaría el código de mayor peso en la

calificación (MA) y si era el menor se asigna el código de menor peso (MI).

3. También se incluyó en esta casilla un código que relaciona la función hidráulica ejemplo baja

retención hidráulica (BRA) con la variable.

4. Los rangos de clasificación de la matriz son los siguientes:

Calificación horizontal: variables (40 – 200)

Calificación vertical: funciones (56 -280) y prototipos (45 – 150)

5. Las valores obtenidos en la matriz dependen en alta medida del grupo de expertos

calificadores, en este caso dos ingenieros ambientales, lo ideal al momento de calificar seria

contar con un equipo interdisciplinar (como por ejemplo: un ingeniero hidráulico, un

agrónomo, un ambiental y un arqueólogo)

6. La calificación y la asignación de valores de cada cruce depende de la percepción del equipo

calificador así como de su conocimiento de las condiciones de terreno y de la práctica en sí. al


96

calificar humedad por ejemplo se tuvo en cuenta de manera implícita los tipos de suelo de los

prototipos aunque esta no haya sido una variable evaluada de la modelación.

Tabla 32 Función hidráulica analizada

FUNCIÓN USO CÓDIGO SÍMBOLO

control de humedad (retener agua) Baja retención de agua BRA

control de humedad (exceso de humedad)

Exceso de humedad EH

evacuar agua(inundaciones) Regulación de Flujo RF

distribuir agua en el cultivo Conducción de Agua CA

regular paso de agua de escorrentía (disminución de la erosión)

Control de Escorrentía CE


7. después se añadió un símbolo de positivo o negativo (+/ -), que indica el tipo de relación

existente entre la variable y la función.

Tabla 33 Calificación relaciones hidráulicas

RELACIÓN SÍMBOLO CALIFICACIÓN

POSITIVA + AUMENTA 2

NEGATIVA - DISMINUYE 2

PUNTAJE SÍMBOLO VALOR

MÁXIMO MA 5

ALTO A 4

MEDIO ME 3

BAJO B 2

MÍNIMO MI 1


8. Obteniendo lo siguiente para cada cruce de variables en la matriz:

MA BRA +


97

Luego se realizó la calificación cuantitativa para esta se utilizó el código resultante y se asignaron

valores en un rango de calificación de 1 a 5, de acuerdo con las relaciones hidráulicas de un canal

Tabla 34 Calificación de importancia de la variable.

VALOR SÍMBOLO CALIFICACIÓN

MÁXIMO MA 5

ALTO A 4

MEDIO ME 3

BAJO B 2

MÍNIMO MI 1


7.2.2. Análisis de la Matriz

A continuación se presentan los análisis de la calificación de la matriz de Correlación Arqueo-

tecnología.

Tabla 35 Matriz de resumen por variables


PROTOTIPO

TIPO DE CALIFICACIÓN

cualitativa /relación

cuantitativa / valor













resumen de matriz arqueo-tecnologica callificada por variables hidraulicas

112

158

144

85

123

140

12 4 636 5 12 4 4 16

16 11

11 15 21 16 17 23 21 16

16 9 23 21 11 16

13 10 11 11 9 9 11 11

11 15 23 18 17 23

15 20 24 18 16 23 24 18

21 16

cp57 cp60

14 10 23 16 7 12 19 11

FUERZA

ESPECIFICA(m3)

valor

totalcd1693 cd54 ci251 ci485 cl14

VELOCIDAD

PROMEDIO (m/s)

PERIMETRO

MOJADO(m)

RADIO

HIDRÁULIC(m)

No. De

FROUDE

USO PROPUESTO POR LA ARQUEOLOGÍA

VARIABLES HIDRÁULICAS

CALIFICADAS

CAUDAL (m3/s)

AREA

MOJADA(m2)

cl29


98

Análisis Vertical

La calificación vertical de la matriz evalúa la probabilidad de función hidráulica para cada prototipo y

por uso propuesto obteniendo lo siguiente:

Para esta evaluación el control de exceso de humedad y la distribución de agua en los cultivos son las

funciones de mayor importancia al obtener calificaciones de 171 y 168 respectivamente, esto debido

a las altos valores que presentan para esta función en los prototipos ci251 y cl29 cuyas variables

hidráulicas se relacionan con el transporte rápido de agua, según lo descrito en la arqueología.

La siguiente tabla (36) muestra la correspondencia de la función con el prototipo, indica que el

prototipo ci251 presenta la mayor versatilidad en cuanto a funciones presentando una alta

correspondencia con cuatro de las cinco funciones evaluadas.

Al realizar la evaluación de importancia para los prototipos se determinó que los prototipos cd1693 y

cd94 presentan altos valores de importancia con las funciones de retención de humedad y regulación

de escorrentía, esto debido a las bajas velocidades que presentan con respecto a los otros prototipos y

su bajo caudal.

Tabla 36 Correspondencia de función por prototipo

control de humedad (retener agua)


evacuar agua distribuir agua en el cultivo

regular paso de agua de escorrentía

cd1693 X X

cd54 X X

ci251 XX X XX XX XX

ci485 X X X

cl14 X

cl29 X X XX X X

cp57 XX X X X

cp60 X


Dónde:

XX, Representa el prototipo más relacionado con la función.

X, Representa el prototipo con un buen grado de relación con la función.


99

Las funciones que mayor relación presenta con respecto a los prototipos son control de humedad

(retener agua) y distribuir agua en el cultivo. También se analiza de manera vertical la función con

respecto a las variables hidráulicas que se presenta en la siguiente tabla.

Análisis Horizontal

En el análisis horizontal se calificaron las funciones arqueológicas con respecto a cada prototipo

arrojando cuál de las funciones según la matriz era de mayor importancia es decir cuál era más

probable en función de los prototipos y cual prototipo responde mejor a las variables.

Las variables que mostraron mayor correlación con las funciones evaluadas fueron: área mojada (79%),

radio hidráulico (72%) y perímetro mojado (70%), estas variables están directamente relacionadas con

la geometría de la sección transversal lo que resalta la importancia de la definición de esta.

Tabla 37 Resumen de calificación de variable vs prototipo

Función Prototipo Valor Total

control de humedad (retener agua)

cd1693 21

161

cd54 21

ci251 28

ci485 21

cl14 14

cl29 22

cp57 20

cp60 14


cd1693 15

171

cd54 16

ci251 27

ci485 21

cl14 18

cl29 26

cp57 28

cp60 20

evacuar agua(inundaciones)

cd1693 14

161

cd54 13

ci251 26

ci485 20

cl14 21

cl29 26

cp57 24

cp60 17

distribuir agua en el cultivo

cd1693 22 168

cd54 19


100

ci251 27

ci485 21

cl14 12

cl29 23

cp57 26

cp60 18

regular paso de agua de escorrentía (disminución

de la erosión)

cd1693 14

164

cd54 15

ci251 29

ci485 21

cl14 16

cl29 25

cp57 26

cp60 18


La calificación horizontal de la matriz evalúa la relación de la variable con respecto al prototipo

teniendo en cuenta su función y permite definir que el prototipo ci251 posee relación con cuatro

variables siendo el prototipo más funcional con respecto a las variables, el prototipo cl29 es el

siguiente en relación con tres variables mientras que el prototipo cl14 presenta la menor relación con

respecto a las variables siendo un canal poco funcional.

Tabla 38 Correspondencia de variable por prototipo

PROTOTIPO CAUDAL ÁREA MOJADA

RADIO HIDRÁULICO

No. DE FROUDE

VELOCIDAD PROMEDIO DEL CANAL

PERÍMETRO MOJADO

ENERGÍA ESPECIFICA

cd1693 - - + - cd54 - ci251 + + + + ci485 + - cl14 - - - - cl29 + - + + cp57 + cp60 -


Dónde:

+ Representa la mayor relación de la variable con respecto al prototipo teniendo en cuenta su función.


101

- Representa la menor relación de la variable con respecto al prototipo teniendo en cuenta su función.

Las variables Radio Hidráulico y velocidad promedio del canal presentan mayor relación con respecto

al comportamiento de los prototipo, el área mojada presenta una relación alta y baja con respecto a

diferentes prototipos. La Energía específica presenta una baja calificación para varios de los prototipos

debido al factor de corrección negativo porque esta presenta comportamientos variados para tipos

similares de camellón, es decir es decir no muestra correlaciones claras frente a las funciones de uso

evaluadas.

7.2.3. Síntesis de la Matriz

Como resultado de calificación de la matriz Arqueo- tecnológica y teniendo en cuenta que fue

elaborada a partir de las características de los prototipos que son canales abiertos lo que limita las

conclusiones de los análisis, se encuentra que las cinco funciones evaluadas están ligadas a las

variables hidráulicas algunas presentando mayor relación para el comportamiento de los sistemas de

campos elevados como el control de humedad (exceso de humedad) que muestra una alta correlación

con cinco de los prototipos evaluados y un puntaje de 171 y la función de distribución de agua en el

cultivo que presenta una alta correlación con siete de los ocho prototipos evaluados y un puntaje total

de 168 puntos,

Partiendo de estos resultados para esta investigación se puede inferir que los canales que componen

los sistemas de campos elevados están determinados por las variables de Área mojada, Radio

Hidráulico y Perímetro mojado, adicionalmente los sistemas de campos elevados con respecto al canal

cumplen diferentes funciones hidráulicas de acuerdo a esta metodología de enfoque arqueo

tecnológico.

Se propone la utilización de una clasificación realizada a partir de la geometría de sección transversal

de los canales que componen los sistemas de campos elevados que responda mejor a las

características hidráulicas de estos, ya que las clasificaciones por forma y por ubicación, no satisfacen

un análisis de tipo hidráulico.


102

7.3. Modelo general de la investigación.

A continuación se presenta el modelo general de la investigación, esta se compone de un modelo

paramétrico general que busca determinar el funcionamiento hidráulico de una tecnología

desaparecida a través de la aplicación de herramientas de la ingeniera como son: un modelo

estadístico como análisis de entrada, un modelo digital de elevación de terreno como evidencia de la

reconstrucción de la tecnología y un modelo hidráulico que soporta su funcionamiento hidráulico,

todo esto enmarcado en la arqueología tecnológica.



103

7.4. Discusión sobre la Arqueología Tecnológica

En la búsqueda de soluciones de problemáticas en el campo ambiental surgen como alternativa los

conocimientos ancestrales, la ingeniería ambiental carece de las herramientas necesarias para la

comprensión de estos conocimientos y se le dificulta el proceso para abordarlos metodológicamente,

por lo cual se hace necesario acudir a ciencias como la arqueología que le permitan el entendimiento

de estos conocimientos y así poder aprovecharlos, tomando como eje articulador los puntos en común

que se presentan en ambas ciencias.

Este vacío metodológico de la ingeniería que le impide aprovechar los conocimientos no formales hizo

necesario abordar esta investigación como un proceso de tipo exploratorio, donde se utilizó la

prospección arqueológica como medio para la obtención de información y clasificación de la práctica

iniciando el proceso de validación tecnológica a partir de la racionalización del funcionamiento de la

misma, permitiendo su entendimiento, aplicación y replicabilidad.

Finalmente la consolidación del término de “Arqueología Tecnológica” se entiende como una

herramienta propuesta desde la ingeniería ambiental de la Universidad Distrital que tiene como

propósito la recuperación de prácticas ambientalmente sostenibles del pasado precolombino para que

sean reconocidas como tecnologías a través de un proceso de normalización y evaluación técnica

basado en la validación de tecnologías y la prospección arqueológica.


104

8. CONCLUSIONES

Con la llegada de los españoles en el siglo XV, se modificaron y se interrumpieron las formas de

interrelación que los Muiscas habían generado con el entorno, ya que los conquistadores

trajeron consigo nuevas formas de producción dejando de lado los conocimientos generados

por las comunidades originarias que entendían las dinámicas ambientales regionales, de este

modo la interrupción de esta relación, generó un cambio no solo en la forma de producción, si

no también, en muchos de los productos y servicios que brindaba la tierra pasando de un

sistema de agricultura de inundación basado en conocimientos ancestrales de “permacultura”

y rotación de cultivos, a sistemas de cultivo por arado, tala-roza-y-quema y monocultivos,

generando conflictos con el territorio transformando el modo de interpretar el recurso hídrico,

viendo el agua no como un servicio si no, como una amenaza.

La consolidación del término de Agricultura de Inundación como un enfoque que permite

pensar que las relaciones planteadas a través de los sistemas de canales fraccionados

(sistemas de campos elevados) con características de adaptabilidad permanente a las

dinámicas hidrológicas constituye un nuevo campo de estudio para la gestión del recurso

hídrico, en este sentido se puede decir que la práctica desarrollada por los muiscas es de tipo

mixta, porque se realizaban modificaciones menores al paisaje como la construcción de

terrazas y canales en las zonas de inundación y se aprovechar las características

geomorfológicas naturales.

La reconstrucción y representación en 3D del sistema, facilitó la interpretación del paisaje,

verificando aspectos como ubicación en el terreno, disposición, tamaño de los camellones y

elementos relevantes del paisaje como: ríos, canales o montañas, aspectos que fueron útiles

durante el proceso de análisis del modelo. Además la representación visual de esta tecnología

ayuda en su proceso de comprensión y puede convertirse en una herramienta potente para

otras áreas de investigación sobre estos sistemas.

El conocimiento indígena y la capacidad de observación del fenómeno en un contexto crea la

adaptabilidad en el rango de los cuatro grupos visibles de morfología superficial (damero,

lineal paralelo e irregular) otras relaciones en cuanto a la morfología superficial dadas por esta


105

investigación son las catorce agrupaciones producto del análisis multivariado y de las cuales se

estudiaron ocho definiendo características de morfología y comportamiento hidráulico, sin

embargo no se puede asegurar que esos grupos responden a unas nuevas categorías ya que

los tipos inicialmente estudiados responden también a ubicaciones geográficas específicas es

decir estos grupos son la respuesta adaptativa a la permanente de observación de las

inundaciones.

Se debe tener en cuenta que los análisis que se realizaron acerca de la tecnología y la

interpretación de resultados y la calificación de la matriz de correlación arqueo tecnológica se

debe tener en cuenta que la unidad de análisis era el canal abierto como unidad básica del

sistema y por lo tanto las análisis se ven limitados a lo que se pueda concluir a partir de esta.

La reconstrucción de procesos complejos como la recuperación de los sistemas de campos

elevados muiscas requiere de la implementación de procesos específicos como la generación

artificial de los camellones que permitieron la modelación y análisis de los canales que

componen el sistema, por medio de la digitalización de la morfología superficial y a través de

otros métodos para la construcción de la sección transversal se dio esa reconstrucción artificial

y así completar la información que alimentaria la modelación hidráulica.

La dificultad de estudiar los saberes ancestrales radica en su complejidad, al analizarlos existen

factores: técnicos, ambientales, sociales, culturales y religiosos; es necesario tener una visión

holística del conocimiento y además entender que hay otras maneras de interpretar la

realidad diferentes a los métodos tradicionales de construcción de conocimiento en occidente,

se debe buscar una Hibridación de conocimiento.

En los resultados de las etapas de parametrización, modelación y evaluación, se tomó el canal

que es la unidad básica del sistema, como unidad de análisis, por lo tanto los resultados están

restringidos a las limitaciones de esta variable y no integran la totalidad de relaciones y

comportamientos que se puedan generar su evaluación.

En la Tipificación los sistemas de campos elevados muiscas, presentaron grandes limitantes,

por ser obras de construcción no mecánica y estar basadas en otras interpretaciones de la

realidad, donde se ignoran cuáles fueron los elementos o criterios utilizados para su

construcción, la solución a eso fue de la utilización del análisis multivariado, que permitió

regularizar la alta variabilidad en sus medidas además, con el uso de las herramientas

exploradas para tipificación en la definición de la geometría del canal, se logró definir los

elementos de diseño constitutivos de esta tecnología.


106

Este documento es el primer registro con datos hidráulicos que dan una representación del

funcionamiento de los sistemas de campos elevados Muiscas integrando información

Arqueológica para hacer una reconstrucción digital por métodos ingenieriles que además de

ser un referente técnico sobre una práctica histórica, es un aporte encaminado hacia la

recuperación de nuestro pasado que marca un precedente claro por ser una investigación

innovadora en su temática, su metodología y una herramienta clave en la dignificación de

nuestro pasado que debe tener continuidad para recuperar los sistemas de campos elevados

muiscas u otras prácticas ancestrales de los pueblos indígenas, validando el conocimiento

ancestral, representado en estas prácticas, a través de su reconocimiento como tecnología

(validación tecnológica).

Se definen los campos elevados muiscas como una tecnología, correspondiente a un sistema

ordenado, definida por variables determinadas que fueron estudiadas y sistematizadas, se

comprobó que tienen características relacionadas con su ubicación y características

geométricas que fueron parametrizadas, además responden a funciones hidráulicas

determinadas, evaluadas mediante un modelo hidráulico, gracias a esto se vuelve una

tecnología replicable y podría permitir su adaptación para su futura aplicación como

tecnología sostenible y adaptativa, de acuerdo a las necesidades actuales del mundo.

Esta investigación abre el camino desde la ingeniería al redescubrimiento de las técnicas y

prácticas ancestrales, para que a través de un proceso de validación tecnológica puedan ser

reconocidas como tecnologías, un ejemplo de esto es el proceso exploratorio utilizado para

definir la geometría de la sección transversal de los canales donde a partir de la poca

información disponible se lograron reconstruir digitalmente los canales, siendo estos un

elemento estructural de la tecnología.

El proceso metodológico de esta investigación constituye en sí mismo, el principal resultado de

esta investigación, pues la adaptación de diferentes métodos y metodologías de la ingeniería

pueden usarse en procesos similares de evaluación o de recuperación de tecnologías

ancestrales sostenibles, teniendo como estructura básica: caracterizar, parametrizar,

determinar, evaluar, analizar y recuperar.

El desarrollo de proyectos donde se aborda la arqueología tecnológica como metodología de

investigación, requiere para su proceso de análisis además de una gran cantidad de

información inicial, un equipo interdisciplinar que sea capaz de desarrollar cada una etapas

que componen la estructura básica de esta metodología. En este proyecto se requirió de


107

ayuda externa de carácter técnico (análisis multivariado, digitalización de la morfología,

generación del modelo de elevación y modelación hidráulica) y conceptual (reconstrucción

arqueológica de la práctica), que fue fundamental en el desarrollo de la investigación.

Uno de los mayores aportes de la investigación es la consolidación del termino de arqueología

tecnológica con el cual queremos sintetizar los procesos de normalización que tienen como

objetivo llegar a la réplica funcional y mejorada de lo que en el pasado a partir de la práctica y

la observación se convirtió en un favorecimiento de las formas de producción agrícola y que

reúne los procesos que se desarrollaron de manera exploratoria en esta investigación como la

prospección arqueológica y la validación de tecnologías.


108

9. RECOMENDACIONES

Al estudiar una tecnología ancestral o desaparecida es muy importante asesorase de expertos

que conozcan el área investigación, que puedan orientar las investigaciones, que expongan los

puntos delicados y que además estén durante el proceso de recuperación vigilando el uso y el

respeto de los conocimientos adquiridos.

Siendo esta investigación una exploración de carácter evaluativo, cuyo propósito fue iniciar

estudios formales desde la ingeniería ambiental se hace evidente la necesidad de realizar

nuevas investigaciones que complementen los resultados aquí obtenidos, Investigaciones

donde se analicen el sistema no solo como una variable (canal abierto) si no integrando todo

el sistema con un modelo de mayor complejidad que arroje predicciones más integrales.

Se propone realizar recuperación de prácticas ancestrales en las cuales se tengan registros

arqueológicos para hacer uso de la arqueología tecnológica y así poner en un contexto actual

la viabilidad de uso de estas prácticas en la actualidad para tener evidencia del grado de

evolución de conocimiento indígena.

Teniendo como base esta investigación que evidencia algunas funciones hidráulicas de los

canales de manera artificial es necesario hacer más estudios en la sabana de Bogotá para

comprobar con prototipos reales lo descrito en este estudio bajo condiciones controladas.

Teniendo en cuenta el potencial de la arqueología tecnológica y el potencial en la investigación

sobre los sistemas de campos elevados se proponen las siguientes líneas de investigación:

o construcción de sistemas piloto a escala real que permita medir y evaluar directamente

sus propiedades hidráulicas agrícolas y ambientales.

o Aplicación de esta metodología en otro tipo de prácticas ancestrales para iniciar procesos

de validación tecnológica.

o Investigaciones en evolución tecnológica de los conocimientos ancestrales, para su uso en

la actualidad.


109

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informe final de investigaciÓn...

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