1

INTRODUCCIÓN

Venezuela es un país sometido a un alto número de amenazas naturales,

unas del tipo geológico, otras hidrometeorológicas y las tecnológicas, tales

amenazas han causado a lo largo del tiempo efectos adversos especialmente en

las poblaciones concentradas a lo largo del eje andino- costero del país. Estas

zonas densamente pobladas demandan atención urgente en lo relacionado a la

Gestión Riesgos y Administración de Desastres, lo cual solo puede lograrse con

un conocimiento exhaustivo de las causas, distribución espacial y consecuencias

de los eventos adversos, así como los mecanismos de respuesta optima que

debe manifestar la población afectada en un momento determinado.

Con base en lo anteriormente expuesto el estudio integral de las

cuencas, de ambas vertientes del Macizo Ávila, representa en la actualidad una

necesidad vital para la búsqueda o alcance de una mejor calidad de vida de las

comunidades que habitan en el estado Vargas y en la Gran Caracas, por cuanto

el evento hidrometeorólogico extraordinario que afecto gran parte de la región

centro norte costera del territorio Venezolano en diciembre de 1999, puso en

evidencia la altísima vulnerabilidad de estas comunidades ante eventos

geológicos e hidrometeorológicos de extraordinaria magnitud.

La mayoría de la población, asentada en las cuencas objeto de estudio,

necesariamente ocupa áreas altamente inestables desde los puntos de vista

Geológico, Geomorfológico, Geotécnico e hidrológico, por cuanto afectan el

cause y llanura de inundación de los cursos de agua, el abanico y vertientes de

pendiente pronunciada, litología inestable y actividad sísmica importante.

Una de las amenazas de mayor incidencia en el territorio venezolano lo

representan los procesos de remoción en masa, constituyendo un riesgo

geológico de origen natural o inducido, que debe ser ampliamente considerado

al momento de la planificación del territorio, para el estudio de estos procesos

existe actualmente una gran variedad de enfoques, representando el análisis

espacial de la susceptibilidad un soporte cartográfico de mucha utilidad, de tal

manera que la elaboración de mapas y modelos necesarios, y la gestión de

estos desde un Sistema de Información Geográfica (SIG) es parte fundamental

2

y previa al análisis espacial propiamente dicho (Van Westen et al, 1997). En

este trabajo se desarrolla el método holístico a través del análisis estadístico

multivariado, combinando ponderadamente los factores que determinan la

inestabilidad de las vertientes; así como los agentes detonantes de los procesos

de remoción en masa, para ello se destaca el uso de las tecnologías de la

información geográfica, o como recientemente se le denomina Geomática.

A través de la geomática se utilizan los avances de la electrónica y la

informática en la producción y gestión de la información espacial, lo cual está

generando una auténtica revolución tecnológica. En la actualidad, una

planificación efectiva del uso territorial emplea tecnologías como los Sistemas

de Información Geográfica, los Sistemas de Procesamiento Digital de Imágenes,

los Sistemas de Posicionamiento Global, la Cartografía Digital, y productos de

los Sensores Remotos para el desarrollo de distintas aplicaciones en las

Geociencias. De acuerdo con Hidrográfica (2001) la Geomática se preocupa por

la medición, representación, análisis, manejo, recuperación y despliegue de

datos espaciales concernientes tanto a las características físicas de la Tierra

como a la estructura del medio ambiente. La Geomática tiene sus fundamentos

en la ingeniería topográfica pero hoy en día comprende una amplia gama en

áreas de las ciencias de medición y los sistemas espaciales de información.

Adicionalmente, la gran proliferación de sensores espaciales y aéreos de

teledetección, unido a la constante mejora en sus prestaciones y al progreso de

las técnicas de tratamiento digital de imágenes, hace que la geomática se esté

convirtiendo progresivamente en un importante complemento de las técnicas

geotécnicas, geodésicas, geofísicas y de fotointerpretación en el reconocimiento

y control de los fenómenos de remoción en masa en áreas extensas, para

efectos de este trabajo los fenómenos anteriormente mencionados serán

generalizados bajo el termino de deslizamientos.

En concordancia con lo anteriormente planteado la utilidad de los

diversos sensores remotos, que operan en el campo óptico (visible infrarrojo) y

radar del espectro, para la detección y control de deslizamientos está en

función no sólo de la resolución espacial, cobertura y resolución espectral de las

imágenes y la frecuencia de su adquisición, sino del tipo de deslizamiento, sus

3

dimensiones, su actividad, su expresión geomorfológica y el tipo de cobertura

del suelo, incluido el grado de desarrollo estacional de la vegetación. En

general, no se puede considerar un único sensor ni un único método de

tratamiento digital de imágenes que sirva para detectar la existencia de un

deslizamiento, sea activo o no, o para medir su movimiento, en cualquier

entorno geomorfológico o medioambiental. Asimismo, el reconocimiento de

deslizamientos de diverso tipo en una zona puede requerir la aplicación de más

de una técnica orientada a la localización de sus rasgos superficiales más

característicos.

Con base en lo planteado en los párrafos anteriores se presenta como

objetivo general de este trabajo, zonificar la amenaza por deslizamientos en la

vertiente norte del macizo Ávila usando las Tecnologías de la Información

Geográfica, para ello se efectúa la evaluación de la susceptibilidad del terreno,

zonificando el territorio en áreas homogéneas en función de la probabilidad de

que se produzcan fenómenos de remoción en masas, generando mapas de

amenaza por deslizamientos, los cuales presentan cierta temporalidad, ya que

con el paso del tiempo las condiciones consideradas pueden variar

considerablemente, pudiendo experimentar aumento o disminución de la

población y/o la construcción de nuevas infraestructuras, por lo que antes de

usar estos mapas se debe verificar su vigencia en atención a la fecha de

elaboración y las posibles modificaciones a las condiciones del medio físico y

urbano.

4

CAPITULO I

ASPECTOS RELACIONADOS CON EL OBJETO DE ESTUDIO

Situación Problemática

Para entender óptimamente el proceso de la Gestión de Riesgos en el

Área de estudio, debido a sus características naturales especiales, deben

abordarse dos enfoques fundamentales que son: la Gestión Integral de

Cuencas y la Gestión de Riesgos para la Prevención de Desastres.

Desde estos enfoques, se pretende proponer ideas relacionadas con el

desarrollo integral del espacio físico perteneciente a las cuencas de la vertiente

norte del macizo Ávila, en el tramo central de la cordillera de la costa.

Una primera idea a considerar es que toda acción de desarrollo debe ser

una acción de prevención y para que esto ocurra, las propuestas deben estar

diseñadas de tal manera que no generen condiciones de vulnerabilidad ni

intensifiquen las existentes. Adicionalmente, en las cuencas las acciones de

prevención son también las que tienden a disminuir situaciones vulnerables ya

existentes, con el fin de reducir el nivel de exposición a las amenazas para

mitigar el impacto de eventos naturales peligrosos.

La gestión integral de las cuencas debe suponer una apuesta por la

sostenibilidad del desarrollo y una cultura de actuación diferente, en donde el

conjunto de instituciones y personas incorporen responsablemente en sus

decisiones, criterios de seguridad tanto a corto como a largo plazo.

Intentar construir procesos de prevención de desastres ante

movimientos en masa e inundaciones debe promover el cambio de las

siguientes percepciones:

Que los fenómenos naturales peligrosos y extraordinarios son

difíciles de pronosticar, de prevenir y más aún de controlar. Esta

concepción ha dado origen a políticas y acciones dirigidas a actuar sólo

en el momento que muchos fenómenos ocurren (EMERGENCIA).

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Que los desastres son naturales, generalmente los grandes impactos

que han generado los eventos extraordinarias están relacionados a

procesos de desarrollo, rehabilitación y reconstrucción que han generado

nuevas vulnerabilidades. Por ello, se debe incorporar en la planificación

del desarrollo el análisis de gestión de riesgos y desastres que nos ayude

a promover procesos de desarrollo adecuados a la realidad regional.

Que los fenómenos naturales son momentáneos, y después de

ocurrido el evento se presenta la “curva del olvido” en las instituciones

públicas como privadas y la población de las áreas afectadas.

En relación a los eventos catastróficos derivados de las amenazas

naturales a nivel global, Echarri (2002) expresa que en los últimos 20 años los

desastres han matado a 3 millones de personas en el mundo, causando daños

alrededor de otros 800 millones. Las pérdidas económicas causadas por

inundaciones, sequías, terremotos, volcanes, incendios forestales, etc. son

enormes. El número de desastres no ha aumentado en los últimos años pero al

ir creciendo la población, el número de personas a los que afectan está siendo

mayor cada vez. Por otra parte el traslado de muchos habitantes a las ciudades

hace que cuando se produce cualquier incidente en la proximidad de una gran

ciudad las consecuencias sean dramáticas.

En función a lo descrito, sobre el crecimiento acelerado de las ciudades,

La Gran Caracas es un extraordinario ejemplo de ello, donde la ocurrencia de

eventos naturales que ponen en riesgo al ambiente y a las poblaciones, hacen

necesario un estudio exhaustivo de las amenazas presentes, por cuanto es una

de las unidades territoriales, en Venezuela, con mayor índice de ocupación y

que evidencia un alto grado de riesgo ante los movimientos en masa; según

Ferrer (1996), en Caracas, “los deslizamientos de grandes masas de terreno y

cerros han tomado un carácter alarmante… debido a la falta de una

planificación integral de la ciudad que se anticipe al crecimiento de la misma”.

Considerando que las vertientes norte y sur del macizo Ávila están bajo

la influencia de las amenazas naturales, que en el pasado han originado

procesos morfodinámicos como los de diciembre de 1999, febrero 2005, y

6

seguirán ocurriendo manifestaciones similares que eventualmente pudieran

generar consecuencias desastrosas sobre las poblaciones, es necesario realizar

estudios que permitan el análisis detallado de las cuencas, para entender de la

manera más precisa posible las características de los eventos que pudieran

afectarlas y proponer acciones estratégicas a la comunidad y a los organismos

locales, que produzcan respuestas oportunas y eficaces ante las amenazas

detectadas.

El objetivo fundamental de este trabajo es zonificar la amenaza por

deslizamientos en la vertiente norte del macizo Ávila, usando las Tecnologías de

la Información Geográfica y desarrollar una metodología para producir mapas

de amenaza a fenómenos de remoción en masa, con el objeto de contar con

alternativas vinculadas al uso y manejo apropiado del espacio y los recursos

que en el existen, para la instalación de sistemas de alerta temprana que

permita disponer de las acciones apropiadas para una efectiva Gestión de

Riesgos.

En el desarrollo de este trabajo se procesa información bio-físico-social

útil para la gestión de riesgos, a través del uso de nuevas tecnologías de la

información geográfica, generando productos que inciden directamente en la

mejora de la calidad de vida de nuestra sociedad y su entorno. En Tal sentido,

es estrictamente indispensable que todos los planes y proyectos de desarrollo,

tanto privados como del estado incorporen obligatoriamente la variable riesgo

en su fases de estudio y diseño, estableciendo mediadas para su prevención,

mitigación y remediación, así como la supervisión en el cumplimiento de las

normativas legales vigentes, los estudios de impacto ambiental, las normas de

planificación de uso de la tierra y manejo de los recursos naturales, las políticas

de ordenamiento territorial y urbano y leyes generales como la Ley Penal del

Ambiente, Ley de Tierras, Ley Orgánica para la Ordenación Territorial, Ley de

Gestión Integral de Gestión de Riesgos Socionaturales, etc., que tiendan a

minimizar los efectos negativos sobre el ambiente, pudiendo entenderse la

planificación territorial a partir de la definición que aporta el artículo 2 de la Ley

Orgánica para la Ordenación Territorial, "...como la regulación y promoción de

7

la localización de los asentamientos humanos, de las actividades económicas y

sociales de la población, así como el desarrollo físico espacial..."

Sus propósitos centrales, de acuerdo con la misma fuente indicada,

están orientados a "...lograr una armonía entre el mayor bienestar de la

población, la optimización de la explotación y uso de los recursos naturales, y la

protección y valorización del medio ambiente como objetivos fundamentales del

desarrollo integral".

Planteamiento del Problema

Con lo anterior se sostiene que al entender la planificación territorial

como un proceso de carácter integral, más allá de la mera de planificación físico

espacial, sus fines últimos se refieren, además, al mejoramiento de la calidad

de vida de la población, considerada como el grado de bienestar de las

comunidades y de la sociedad, determinado por la satisfacción de sus

necesidades fundamentales, entendidas éstas, como los requerimientos de los

grupos humanos y de los individuos para asegurar su existencia, permanencia y

trascendencia en un espacio dado y en un momento histórico determinado.

En atención a todos los planteamientos anteriores, cabe destacar, que el

uso de la Teledetección y los SIG para estos propósitos se fundamentan, según

Ayuga (2001), Chuvieco (1996) y Barredo (1996), por ser técnicas de

observación y obtención de información perfectamente aplicables a estudios

Socio- Naturales, ya que permiten la gestión, manipulación, análisis, modelado

y representación de datos geográficos y/o especiales, logrando de esta manera

ampliar las posibilidades de manejo de información integral para la toma

acertada de decisiones en cuanto al uso, manejo, ocupación y ordenación

adecuada del espacio, para un desarrollo sustentable del mismo, lo cual implica

el aprovechamiento de los recursos disponibles, siendo necesario disponer y

manejar información oportuna, precisa, abundante y actualizada del entorno

socio- natural, la cual se expresa en componentes temáticos y espaciales,

donde el uso de herramientas que manejen eficientemente la información es

de vital importancia para la optima gerencia de los recursos, y riesgos

asociados a su aprovechamiento.

8

En concordancia con lo antes señalado, se requieren diversos elementos

de análisis y propuestas, teniendo como estrategia la Gestión Integral de

Cuencas, de tal manera que mediante un manejo adecuado de los

componentes naturales fundamentales (basado en el caso de las Cuencas de la

vertiente del macizo Ávila), se logre implementar acciones de prevención para

evitar los impactos negativos generados por eventos naturales así como

proponer el optimo aprovechamiento de los recursos. Lo antes indicado desde

luego no debe perder de vista la urgencia de la realización de acciones de

mitigación y respuesta.

Objetivos de la Investigación

General

Zonificar la amenaza por deslizamientos en la vertiente norte del Macizo Ávila

usando las Tecnologías de la Información Geográfica

Específicos

Definir las variables físico-naturales que influyen en la generación de

deslizamientos en la vertiente norte del macizo Ávila.

Aplicar la Teledetección y los Sistemas de Información Geográfica para la

obtención y automatización de las variables físico-naturales a incorporar

en un modelo de análisis geoespacial.

Aplicar técnicas estadísticas para la ponderación de las variables físico-

naturales a incorporar en el modelo de análisis geoespacial.

Definir el algoritmo de análisis a incorporar en un Sistema de

Información Geográfica para el análisis geoespacial y la generación del

mapa de Amenaza a los deslizamientos.

Calibrar los resultados obtenidos por el modelo, con la información de

eventos morfodinámicos ocurridos en el pasado, sobre el área de

estudio.

Analizar los efectos de los procesos morfodinámicos sobre los

asentamientos poblacionales en el área de estudio.

9

Proponer acciones estratégicas a la comunidad y a los organismos

locales, que generen respuestas oportunas y eficaces ante las amenazas

estudiadas.

Justificación de la Investigación

A lo largo del tiempo muchos eventos catastróficos hacen recordar que

un número importante de las ciudades más grandes del mundo se emplazan en

áreas propensas a un rango amplio de amenazas naturales, cuyos impactos se

hacen cada vez más notorios, aumentando los niveles de vulnerabilidad social.

El mismo proceso de urbanización y los cambios que suscita en las periferias

que circundan las ciudades, modifica y transforma los elementos físico-

naturales existentes, creando nuevas amenazas y, en muchos casos,

aumentando la intensidad de las ya existentes. De acuerdo con Perló (2000),

los desastres en grandes centros urbanos no pueden atribuirse a una causa

particular, sino a un conjunto de factores como son los procesos de

urbanización, de metropolización, el crecimiento urbano desordenado, la

destrucción del medio ambiente, la pobreza urbana y el bajo nivel de desarrollo

económico e institucional.

En concordancia con lo anterior Montes (1989) considera que “la región

centro-norte de Venezuela incluyendo la codillera de la costa y la serranía del

interior presentan características topográficas y climatológicas tales que le

confieren al relieve un alto grado de vulnerabilidad desde el punto de vista del

riesgo geológico”, de hecho en esta región los eventos extraordinarios de

origen geológico e hidrometereológico son muy frecuentes y tienen una larga

trayectoria, por lo que se justifica plenamente un estudio de este tipo que

pretenda aportar información útil para la toma de dediciones y el mejoramiento

de la calidad de vida de los habitantes de las áreas señaladas.

10

CAPITULO II

ASPECTOS TEÓRICOS DE LA INVESTIGACIÓN

Antecedentes

En los últimos años se ha despertado un gran interés por las

investigaciones relacionadas con los desastres de origen geofísico, que han

sucedido a nivel mundial; dichos estudios han puesto al descubierto que las

amenazas de origen natural y la vulnerabilidad de la población ubicada en

cualquier área, hace evidente la existencia e intensificación del riesgo, lo que

conduce a una alta probabilidad de ocurrencia del evento catastrófico. En

Venezuela, se han evidenciado diversos eventos producto de la mencionada

relación, que han causado un impacto a la ciudadanía y al ambiente; tal es el

caso de algunas tragedias en áreas montañosas de la Cordillera de la Costa,

causadas por lluvias extraordinarias en diferentes años, como las reportadas

por Salcedo (2000) en los siguientes eventos: En agosto de 1912 se registraron

precipitaciones severas que afectaron a Los Caracas, Anare, Caruao y

Todosana, en enero de 1914 al este de la Guaira los ríos crecieron arrasando

con plantaciones y ocasionando grandes deslizamientos que generaron perdidas

materiales y humanas. Durante el mes de mayo de 1944 se presentó una fuerte

tormenta de dos horas de duración que registro una intensidad de 2,09

mm/minuto; durante ese mismo año pero en el mes de noviembre se evidenció

una gran crecida del Río Mamo, la cual arraso con la carretera principal y varias

viviendas humildes. Durante el año 1948 en el mes de agosto se registró una

tormenta de aproximadamente 3,5 horas de duración que ocasionó una

inundación en Maiquetía, Macuto y sus alrededores, debido a que la mayoría de

los ríos se desbordaron y acabaron con casas, puentes, animales, plantas,

existiendo también pérdidas humanas. En febrero de 1951 se desató una

tragedia de gran magnitud que inundó todo el Litoral Central, afectando incluso

la Vertiente Sur (Río Guaire), ya que, antes del desastre hubo dos semanas

continuas de lluvia, lo que generó altos volúmenes de caudal, que ocasionaron

el desbordamiento de todos los ríos.

11

Así mismo Montes (ob. cit.) hace referencia al evento de septiembre de

1987 en la cuenca del río Limón, estado Aragua, donde se produjeron lluvias

por 5 horas consecutivas que sobresaturaron los suelos, derivando movimientos

o deslizamientos que erosionaron las vertientes movilizando cargas de

sedimentos de gran volumen, ocasionando así inundaciones en la parte media y

baja de la cuenca, evidenciándose daños considerables. Más recientemente

en diciembre de 1999 el país recibió una devastadora precipitación

específicamente en el estado Vargas y en zonas de Caracas, dejando perdidas

humanas significativas y perdidas materiales insuperables; este fenómeno logró

sobresaturar el suelo e iniciar grandes movimientos en masas.

Estos fenómenos de remoción en masa también han ocurrido en otras

regiones de Venezuela, así Suarez (2008) reporta el alud torrencial del 4 de

julio de 2004 en la ciudad de San Felipe Estado Yaracuy, siendo las

precipitaciones intensas, superando los 50 mm en 4 horas, las causas de tales

aludes, los cuales generaron una mezcla de agua y sedimentos que superaron

la capacidad del cauce, ocupando literalmente las calles y avenidas del barrio El

Cerrito en la zona alta de la ciudad, causando muertes, heridos, destrucción de

viviendas y pertenencias donde el espesor de los sedimentos, en algunos casos

casi alcanzo el techo de las casas. Los factores que se combinaron para

producir este alud, son los ismos que se presentan en el área de estudio, a

saber: relieves montañosos con altas pendientes, litología altamente friable tipo

esquistos, aéreas desprovistas de vegetación con formación de cárcavas,

modificación del cauce natural y emplazamiento poblacional en las llanuras de

inundación y abanico de los ríos.

El mismo autor señala la ocurrencia de un fenómeno similar en la

población de Araira, Estado Miranda, durante la segunda semana de febrero de

2005, ya que una vaguada se desplazó sobre la región costera occidental y

central, afectando seriamente a la población de Araira el día 10 de febrero,

cuando la pertinaz lluvia genero un alud torrencial que transportó agua,

sedimentos, rocas y troncos de árboles hasta el área poblada de la ciudad,

inundando y sedimentando las calles y viviendas ubicadas en la parte plana,

constituida por la llanura de inundación de los cursos de agua. Los

12

desbordamientos de los ríos Capayita y Araira en la población de Araira,

destruyeron parcialmente al pueblo, reportándose varios fallecidos y un

centenar de damnificados. También quedaron destruidas las parcelas dedicadas

a la agricultura ubicadas en las riberas de ambos ríos.

Por otro lado Roa (2007) reporta que durante los días 11 y 12 de febrero

del 2005, intensas precipitaciones afectaron el occidente de Venezuela y

particularmente la zona andina, donde se localiza la cuenca del río Mocotíes.

Dado que los meses de diciembre, enero y febrero se corresponden,

históricamente, con el período seco de la vertiente lacustre de la cordillera de

Mérida, este inusual evento fue ocasionado por una vaguada atmosférica, que

generó lluvias extraordinarias, particularmente en la cuenca del Mocotíes. Este

evento meteorológico sirvió como detonante de todo un proceso de

movimientos de masa y erosión en las vertientes (por el intenso escurrimiento y

pérdida de cohesión de los suelos debido a su saturación hídrica), que dada su

momentaneidad y simultaneidad, generó destructivos flujos de detritos (debris

flow), los cuales, en el caso del área analizada, se canalizaron a lo largo del

curso del río Mocotíes y sus afluentes. Si bien la intrincada topografía presente

en esta cuenca permitió en gran parte, el confinamiento de los flujos de detritos

en ciertos segmentos, éstos fueron totalmente perjudiciales, causando pérdidas

humanas y de infraestructuras. El impacto negativo de este evento natural en la

cuenca del Mocotíes está asociado directamente a la vulnerabilidad de ciertas

áreas a este tipo de fenómenos, siendo esta vulnerabilidad una funesta

combinación de áreas susceptibles a deslizamientos / flujos de detritos y una

arbitraria ocupación / uso antrópico de éstas.

En función de los antecedentes mencionados se puede inferir que debido

a la dinámica de los ríos, a las características geológicas, geomorfológicas y

climatológicas de ciertas áreas e incorporando la intervención antrópica, estos

eventos han causado grandes perdidas humanas, materiales y ambientales que

han generado gran interés hacia el estudio de dichos fenómenos en áreas

específicas, con características físicas similares; con el fin de desarrollar una

cultura para la Reducción del Riesgos en función de alertar y educar a la

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población con la finalidad de mitigar las consecuencias de estos eventos sobre

el hombre y el ambiente.

Es conveniente señalar que en los eventos catastróficos indicados se

generaron grandes pérdidas materiales y humanas que han aumentado al

pasar de los años, debido al crecimiento de la población y a su asentamiento en

zonas vulnerables con evidentes amenazas de origen natural como los sismos,

las inundaciones y los movimientos en masas entre otros.

En relación a este aumento de la población, en Venezuela es observable

desde hace más de 30 años, así Aguilera (1975) indica que una de las

características más notables que presenta la población venezolana es su

desigual distribución en todo su territorio; este autor afirma que en efecto, es

muy común decir que “la mayor parte de la población del país se encuentra en

la unidad costa – montaña, mientras que los Llanos están parcialmente

ocupados y la Guayana prácticamente desocupada”.

Cabe destacar, que la Región Capital desde hace mucho tiempo ha

registrado un incremento acelerado de la población, que conjuntamente con

factores como relieve, geología y climatología juegan un factor importante en

las características físico naturales presentes hoy día en dicha área, por lo cual

adquiere importancia el estudio de este medio físico. Este aspecto lo asevera el

autor Ferrer (1996) al señalar que el crecimiento acelerado de la ciudad de

Caracas se ha agravado con el traslado de grandes masas populares desde el

interior de la República hacia la ciudad en busca de vivienda y fuentes estables

de empleo.

En concordancia con lo anterior, Stochausen y otros (2002 y 2000)

concluyen que los deslizamientos, aludes y deslaves en el valle de la quebrada

Tacagua en diciembre de 1999 se deben principalmente a la conjunción de al

menos tres factores: 1) la litología, por un lado los Augengneis de Peña de

Mora que la hace muy susceptible a la meteorización tanto química como

mecánica, que permite la formación de un suelo saprolítico por un lado y la

fracturación de grandes bloques de roca por el otro; y la Unidad litodémica Las

Mercedes compuesta de esquistos grafitosos muy deleznables y que tienden a

deslizar en laderas de alta pendiente. 2) La ocurrencia de lluvia antecedente

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durante los primeros días de diciembre saturaron los suelos de las laderas del

Ávila, aumentado su peso y disminuyendo la fricción entre los granos. 3) El

evento disparador: las lluvias caídas durante el 15 y 16 de diciembre que

desencadenaron los derrumbes, deslaves y ocasionaron los aludes torrenciales.

Dadas las condiciones iníciales en el Ávila (factores 1 y 2 del párrafo

anterior), los derrumbes, deslaves y aludes, en principio también pueden ser

activados mediante un sismo de mediana intensidad, mayor a 6 en la escala de

Richter, pero se debe realizar una investigación más a fondo al respecto,

considerando que la zona norte de Venezuela se ubica en una zona sísmica con

sismos históricos e instrumentales de magnitud mayor a 6. Finalmente,

comentan estos autores que el el hecho de que las personas construyeran

viviendas informales sobre deslizamientos fósiles, sobre los lechos de las

quebradas (especialmente en Blandín) e intervinieran ntrópicamente los suelos

y laderas de alta pendiente (especialmente los esquistos de Las Mercedes),

aumentó considerablemente la vulnerabilidad del área y fue la causa principal

de las pérdidas humanas.

Lo reflejado en párrafos anteriores, plantea la necesidad de una efectiva

Gestión de Riesgos, donde las distintas amenazas se enfrenten de manera

sistemática con estrategias que conlleven a la reducción de la vulnerabilidad,

considerándose esta de acuerdo con Lavell (2002) como la “predisposición o

susceptibilidad física, económica, política o social que tiene una comunidad de

ser afectada o de sufrir efectos adversos en caso de que un fenómeno peligroso

de origen natural o causado por el hombre se manifieste”. El fenómeno de

origen natural o antrópico al que se hace referencia anteriormente, es lo que en

materia de riesgo se denomina amenaza, la cual, es definida por el mismo autor

como “Peligro latente que representa la posible manifestación dentro de un

período de tiempo y en un territorio particular de un fenómeno de origen

natural, socio-natural o antropogénico, que puede producir efectos adversos en

las personas, la producción, la infraestructura, los bienes y servicios y el

ambiente”.

En relación a lo antes expuesto, es imprescindible señalar que la

vulnerabilidad por la amenaza en función a las capacidades de respuestas de

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los entes competentes generan el riesgo, en la presente investigación se esta

en acuerdo con la definición de riesgo como: “la probabilidad de que un evento

exceda un valor especifico de daños sociales, económicos y ambientales, en un

lugar dado y durante un tiempo de exposición determinado”. Lavell. (Ob. Cit.).

En consecuencia se hace necesario una efectiva gestión de riesgo, definida por

como el “Proceso social complejo que conduce al planeamiento y aplicación de

políticas, estrategias, instrumentos y medidas orientadas a impedir, reducir,

prever y controlar los efectos adversos de fenómenos peligrosos sobre la

población, los bienes, servicios y el ambiente”.

Características de los Fenómenos de Remoción en masa

Para un entendimiento efectivo de la Gestión de Riesgos deben

estudiarse los procesos generadores de las amenazas de interés, como lo son

los movimientos en masa e inundaciones; los primeros se consideraran como

movimientos pendiente abajo, de rocas, regolita y suelos, bajo la influencia

directa de la gravedad. La definición de los fenómenos de remoción en masa es

utilizada en diferentes investigaciones como flujo de detritos, deslaves, aludes

torrenciales, derrumbes y deslizamientos. Para el caso particular de esta

investigación, todos términos mencionados anteriormente y los demás que

impliquen fenómenos de remoción en masa pueden ser englobados bajo el

término general de deslizamientos. (Cruden, 1991).

Los procesos de remoción en masa son aquellos que involucran el

movimiento de los materiales formadores de las laderas bajo la influencia de la

gravedad (por la cual también se les conoce como procesos gravitacionales) y

sin la asistencia primordial de algún agente de transporte fluido (Brunsden,

1979). El término procesos de remoción en masa agrupa los diferentes tipos de

movimiento de material (llámese rocas, detritos o derrubios, tierra o suelo) que

ocurren en las laderas sin importar el mecanismo involucrado. De tal forma que

incluye la caída o desprendimiento de materiales, los vuelcos, deslizamientos,

expansiones laterales, flujos y los movimientos complejos, estos últimos

resultados de la combinación de dos o más de los anteriores tipos.

16

Los términos procesos gravitacionales, procesos de ladera y movimientos

de ladera son sinónimos del término procesos de remoción en masa. En español

el término “deslizamiento” o “deslizamiento de tierra”, se ha utilizado

indistintamente para englobar los procesos de remoción en masa, ocasionando

una confusión en la terminología. En un sentido estricto, el significado del

término deslizamiento implica el movimiento de material sobre un plano o

superficie, lo cual indica que es un tipo de proceso de remoción en masa con un

mecanismo de movimiento específico. Sin embargo se puede usar el termino

deslizamiento al despréndese de la traducción que se ha hecho de la palabra

landslide (empleada en inglés también como sinónimo de procesos de remoción

en masa), lo que en español se ha denominado como “deslizamiento”, y no

como movimiento del terreno, su significado real.

De acuerdo con Terzaghi (1960) las causas de la ocurrencia de los

procesos de remoción en masa se pueden dividir en dos: 1) Causas externas

que producen un cambio en el campo de esfuerzos, pero no en la resistencia de

los materiales y 2) Causas internas que disminuyen la resistencia de los

materiales sin cambiar el campo de esfuerzos. Este trabajo se centra en los

cambios externos debido a las variaciones en el régimen pluvial y, por ende, en

las condiciones de humedad del suelo, así como también considera la

topografía local, los rasgos estructurales y litológicos como factores de control

de los deslizamientos que ocurren en la zona de estudio.

Los movimientos en masas involucran una variedad de formas y procesos

que incluyen el transporte ladera abajo de suelo y material de roca bajo la

influencia gravitacional, y que constituyen una clara amenaza en

áreas montañosas. Así se entiende de Varnes (1978), Cruden y Varnes, (1996),

cuando definen que para la generación de estos movimientos, deben

presentarse al menos dos elementos fundamentales: relieve (topografía del

terreno) y un estímulo externo o disparador (lluvias, sismicidad, actividad

volcánica y/o actividad antrópica), en la Cordillera de la Costa el agente

detonante más frecuente es la lluvia, la cuál permite que los suelos se saturen

de agua, adicionándoles más peso, lo que facilita la ocurrencia de eventos de

este tipo. Por otro lado, los parámetros que definen la actitud de las rocas en

17

ocasionar movimientos en masas de distintas características y extensiones,

deben considerar las diferentes unidades litológicas que caracterizan el sustrato

rocoso que aflora a lo largo y ancho del área de estudio; definir las rocas que

componen un determinado afloramiento y posición de cada uno de ellos en el

subsuelo puede ser definitivo para los efectos de la estabilidad de una ladera.

Asimismo, la conformación geo-estructural del área se debe caracterizarse para

conocer la disposición de las capas rocosas, ya que, este aspecto representa el

escenario en donde se ubican los potenciales planos de despeje de muchos de

los movimientos en masas. Y finalmente la configuración topográfica

representa el último de los tres elementos, prácticamente invariables en el

tiempo, de los cuales depende la posibilidad de las rocas a movilizarse.

En síntesis, la ocurrencia, la intensidad y la dimensión de estos eventos

depende de las condiciones del sitio y de otros factores variables en el tiempo

como son, por ejemplo, las condiciones climáticas y la cobertura vegetal.

De acuerdo con Hutchinson (1968), dentro de los elementos variables en el

tiempo hay que considerar los causantes a movimientos en masas; en tal

sentido cualquier acción que pueda modificar el equilibrio de una ladera debe

ser considerada como causa desestabilizante y se pueden señalar las

siguientes:

Aumento del peso de volumen o peso específico aparente causado por

presencia de agua en el terreno o por intensas precipitaciones.

Incremento de la inclinación del talud o ladera por causas naturales

(erosión al pie de la vertiente) o artificiales por actividades antrópicas.

Disminución de la cohesión por efecto de las aguas subterráneas que

actúan como solución del cemento que mantiene unidas las partículas,

ablandamiento del material, ensanche de fracturas por acción solvente

de las aguas, especialmente en rocas calcáreas.

Sobrecarga de la ladera por superposición de nuevos materiales

detríticos sobre otros más antiguos (materiales provenientes de un

deslizamiento sobre otro más antiguo).

18

Disminución de la fricción entre una porción de ladera (una capa o

varias capas) y el sustrato rocoso debido a la acción erosiva de las aguas

subterráneas especialmente por cambios litológicos.

Los movimientos en masa no son iguales en todos los casos, y para poder

evitarlos o mitigarlos es indispensable saber las causas y la forma como se

origina cada uno de ellos, entre los principales destacan los que se describen a

continuación: (Corominas, J. y García Y. 1997).

Caída

Una caída se inicia con el desprendimiento de suelo o roca en una ladera muy

inclinada. El material desciende principalmente a través del aire por caída,

rebotando o rodando. Ocurre en forma rápida sin dar tiempo a eludirlas.

Volcamiento

Consiste en el giro hacia delante de una masa de suelo o roca respecto a un

punto o eje debajo del centro de gravedad del material desplazado, ya sea por

acción de la gravedad o presiones ejercidas por el agua.

Deslizamiento

Es el movimiento, hacia abajo de una ladera, de una masa de suelo o roca el

cual ocurre principalmente sobre una superficie de ruptura o falla (debilidad del

terreno) y se puede presentar de dos formas:

Deslizamiento Rotacional: Los desplazamientos ocurren o tienen lugar a lo largo

de una superficie de ruptura de forma curva o cóncava.

Deslizamiento Traslacional: Consiste en el desplazamiento de una masa a lo

largo de una superficie de ruptura de forma plana u ondulada.

Flujos de tierra

Son movimientos lentos de materiales blandos. Estos flujos frecuentemente

arrastran parte de la capa vegetal.

Flujos de lodo

Se forman en el momento en que la tierra y la vegetación son debilitadas

considerablemente por el agua, alcanzando gran fuerza cuando la intensidad de

las lluvias y su duración es larga.

Reptación

19

Es la deformación que sufre la masa de suelo o roca como consecuencia de

movimientos muy lentos por acción de la gravedad. Se suele manifestar por la

inclinación de los árboles y postes, el corrimiento de carreteras y líneas férreas

y la aparición de grietas.

A pasar de estas definiciones, en muchas ocasiones se generaliza con el

término deslizamientos indistintamente para cualquiera de ellos y en este caso

se utilizará tal generalización.

Clasificación de los deslizamientos según el movimiento

Dependiendo de la velocidad, los deslizamientos se pueden clasificar en: rápidos y lentos.

Rápidos:

Alcanzan velocidades hasta de metros por segundo y se pueden originar en

zonas con pendientes muy fuertes y empinadas, donde domina la caída de

rocas y residuos que se acumulan formando un talud, o se puede producir al

deslizarse una gran masa en segundos o minutos. Entre ellos tenemos,

desprendimientos y flujos de lodo.

Lentos:

Las velocidades son del orden de centímetros o metros por año. Se caracterizan

por transportar gran cantidad de material. Evidencias que muestran la

presencia de un deslizamiento lento son: la inclinación de los árboles a favor de

la pendiente, la inclinación de cercas, el agrietamiento de casas, etc.

Variables de influencia para generar deslizamientos Para entender claramente el comportamiento de cada uno de los factores

involucrados en la generación de fenómenos de remoción en masa es necesario

tener en cuenta el comportamiento de cada variable, según se detalla a

continuación:

20

Geología

De acuerdo con Urbani (2000), Urbani y Otros (2000) la geología es una

de las principales variables ambientales que intervienen en la estabilidad de las

laderas, vertientes o taludes, para ello se consideran los siguientes indicadores.

Litología

Esta puede ser valorada a partir de varias propiedades como:

composición mineralógica o tipo de material (roca o formación superficial),

textura, estructura, grado de meteorización y grado de fracturamiento. Para

este alcance del modelo el factor litología se evaluará a partir de la

caracterización mineralógica y la información cronoestratigráfica.

Estructuras

Teniendo en cuenta que este análisis es regional, el grado de

fracturamiento de los materiales litológicos se estimará a partir de la cartografía

de fallas geológicas del mapa geológico. Como criterio de valoración de este

parámetro se tomará la susceptibilidad directamente proporcional a la densidad

de fracturamiento y la distancia a fallas principales.

Geotecnia

La estabilidad del suelo, según Amundaray (2000), está controlada por

condiciones intrínsecas de orden químico, físico y biológico como: la textura, la

estructura, los coloides (calidad mineralógica y física de las arcillas y de la

materia orgánica), la profundidad del perfil, la densidad aparente, la porosidad,

y la plasticidad entre otras, condiciones que determinan la resistencia al corte y

dinámica de factores externos como el agua, la pendiente, el uso y la

cobertura. La estimación de la estabilidad y susceptibilidad de los suelos a

procesos morfodinámicos (movimientos en masa) se realiza con base en la

estructura y dinámica del agua. - óxidos y arcillas - humus y las fuerzas de

atracción y dispersión (fuerzas de Van der Waal’s).

Desde el punto de vista físico las arcillas se interpretan desde su cualidad

de consistencia y plasticidad, considerada como los umbrales mediante el cual

los minerales arcillosos pasan de estado sólido - plástico y liquido. Un segundo

criterio para la evaluación de la estabilidad o susceptibilidad de los suelos, es la

dinámica del agua en el perfil, la cual es controlada por las propiedades

21

fisicoquímicas y biológicas y que a diferencia de la erosión, no actúa un agente

de transporte (agua, hielo, viento); sin embargo el agua se encuentra

íntimamente asociado a la estabilidad inicialmente incrementando el peso de la

masa a desplazarse y al ayudar al flujo descendente, una vez iniciado el

movimiento en masa, ya que estrecha el límite plástico y en consecuencia el

proceso de fluidez. Igualmente ocasiona un aumento de la presión del aire

contenido en los poros y ejercen una fuerza que se manifiesta en

desplazamiento de los materiales. El suelo propiamente dicho es uno de los

receptores y reguladores del agua, factor muy dinámico que altera los estados

de equilibrio relativo o de estabilidad. La dinámica del agua en el suelo se

puede estimar mediante la capacidad de almacenamiento y regulación. (Lumb,

1975; Bligth, 1997)

Dentro del ciclo hidrológico, el agua que pasa por los suelos puede:

infiltrase, escurrirse, ascender y almacenarse, de acuerdo con las características

fisicoquímicas y biológicas. Para el análisis de estabilidad y en lo relacionado

con los movimientos en masa, estas dinámicas se interpretan a partir de los

indicadores de capacidad de almacenamiento y retención de humedad,

considerando el agua como una masa que incrementa el peso y por lo tanto

facilita los movimientos en masa. Existen mecanismos por los cuales el agua es

retenida y almacenada en el suelo y están relacionadas a fuerzas derivadas de

las interfases líquido - aire o sólido - líquido del sistema suelo agua. Algunos

minerales del suelo como las arcillas pueden almacenar el agua dentro de su

estructura cristalina y provoca la expansión y contracción volviéndolas muy

dinámicas ante los cambios de humedad.

Erodabilidad del suelo

La erodabilidad del suelo se conoce como la mayor o menor

susceptibilidad del material edáfico de ser disgregado y transportado por los

agentes erosivos. Para calcular este índice se emplea la metodología propuesta

para la Ecuación de Pérdida de Suelos (Wischmeier y Smith, 1978), donde el

factor K se calcula en función de cuatro componentes: la textura, la estructura,

el contenido de materia orgánica y la permeabilidad; otros componentes que

22

también se han utilizado para otros estudios son la estabilidad de los agregados

o la capacidad de infiltración. El índice de erodabilidad en el presente modelo se

calculó a partir del componente textural, la profundidad, y la materia orgánica.

Factor textural de las unidades de suelos

La textura en el suelo es un factor importante para la regulación del

agua y del aire en el mismo, y por tanto en el grado de permeabilidad, el cual

influye en mayor o menor grado en el proceso erosivo. Las texturas que

corresponden a la categoría de muy finas a finas, son impermeables tanto al

aire como al agua, por lo tanto son las menos adecuadas en la regulación de

estos dos factores externos, constituyéndose en unidades de suelos donde el

agua no penetra sino escurre por la superficie; las texturas gruesas y muy

gruesas, actúan en forma contraria, son totalmente permeables, el agua

penetra en forma exagerada y su movilización no se puede controlar; las

texturas más adecuadas contra los efectos erosivos son las medias, porque

permiten ejercer un mayor control en la regulación del agua y del aire. (Iriarte

y otros, 200)

Calificación textural

Como la textura de los suelos es sólo uno de los factores que forman

parte del índice de erodabilidad, cada clase textural dependiendo de la

proporción relativa en que se encuentran las partículas minerales, recibe una

calificación de acuerdo con la posibilidad de desagregarse y contribuir con la

erosión; con base en lo anterior, las clases texturales se agruparon en

intervalos de clase, siendo los índices mayores los que menor resistencia

ejercen hacia la erosión; estos índices se homologaron con la clasificación

empleada por Ortiz y Ortiz (1984), en la República Mexicana para determinar su

aplicación en el modelo.

La cantidad y tipo de poros del suelo son los que regulan tanto la tasa de

infiltración como la escorrentía. La tasa de infiltración se define como la

cantidad de agua que penetra en el suelo por unidad de área y tiempo

(Richard, 1952). Generalmente en el estado inicial es alta, especialmente si el

suelo está seco, y decrece progresivamente, tendiendo asintóticamente a un

23

valor constante que se conoce como tasa de infiltración final (Dunin, 1976).

Atendiendo a estos criterios podemos decir que son numerosas las

ecuaciones que se han propuesto para describir la evolución de la infiltración

con el tiempo (Green y Ampt, 1911; Horton, 1940; Philipp, 1954; Holtan, 1961).

La variación de la razón de infiltración con el tiempo depende del contenido en

humedad inicial, textura y estructura del suelo. En algunos casos, un descenso

en la razón de infiltración es una consecuencia de la degradación de la

estructura del suelo, especialmente en suelos que no están protegidos del

impacto directo de las gotas de lluvia.

Generalmente, la infiltración final se considera como un valor constante

que caracteriza cada tipo de suelo y consecuentemente debe ser independiente

de la intensidad de lluvia. Sin embargo, hay muchos estudios que muestran que

la intensidad de lluvia puede afectar a la intensidad de infiltración. (Nassif y

Wilson, 1975; Johnson y otros, 1980; Simón y otros, 1995). En definitiva, se

llama textura a la composición elemental de una muestra de suelo, definida por

las proporciones relativas de sus separados individuales en base a masa (arena,

limo y arcilla). Para determinar la textura se utilizan los triángulos texturales. El

triángulo de mayor uso a nivel mundial, es el diseñado por el USDA (figura 1) y

por ende será usado en esta investigación.

Pedregosidad del suelo

En términos generales, la pedregosidad del suelo está dada por la

presencia de fragmentos de roca o “piedras” con diámetro, equivalente, igual o

mayor que 2 mm. De acuerdo con Andrades y otros (2007) la pedregosidad del

suelo, a partir de cuyo conocimiento se analiza el papel de los fragmentos de

roca en el suelo, interviene fuertemente en procesos como la erosión,

escorrrentía, evaporación, retención y movimiento del agua en el perfil; en

atención a las características siguientes:

– Su composición química y mineralógica.

– Su forma posición y distribución en el perfil del suelo.

– Su tamaño y proporción relativa (relaciones de peso-volumen, relaciones con

la fracción fina).

24

– Las características hidrofísicas que el contenido de fragmentos de roca

imparten al suelo (relaciones agua-suelo-piedra y aire-suelo-piedra).

Todo ello, de acuerdo a los citados autores, tiene una influencia

relevante en la respuesta hidrológica del suelo, su productividad y

susceptibilidad a la degradación.

En este trabajo se propone y evalúa una metodología de estimación del

Índice de Erosión potencial y real combinando algunas de las características del

suelo mencionadas anteriormente con los datos de precipitación y temperatura

así como la cobertura vegetal.

Figura 1. Triangulo textural de la USDA

Inclinación de la Pendiente

La pendiente es uno de los principales factores dinámicos y

particularmente de los movimientos en masa, ya que determinan la cantidad de

energía cinética y potencial de una masa inestable, por lo cual se califica la

susceptibilidad con los intervalos de pendiente; obtenidos del mapa de

pendiente elaborado con la información del mapa topográfico, aumentando la

susceptibilidad a mayor grado de inclinación de la pendiente en función de su

25

energía cinética y potencial, determinada por las características topográficas,

las cuales tienen una notable influencia sobre numerosas variables que

intervienen en la formación y dinámica de los ecosistemas, y es uno de los

mayores determinantes de los procesos de erosión y transporte de agua (tanto

flujo superficial como subsuperficial) y de materiales, por tanto prácticamente la

totalidad de los modelos que simulan los procesos de movimiento de agua en

el suelo, y los derivados de erosión y deposición de materiales, incluyen datos

relativos al grado, la forma y la longitud de la pendiente. Adicionalmente en el

análisis de los procesos hidrológicos a nivel de cuenca de drenaje, se requieren

también datos como la superficie de la cuenca y subcuencas de drenaje, la

densidad de la red de drenaje, la amplitud del relieve de las unidades, o la

conectividad entre unidades de terreno que definan como el agua se mueve en

el paisaje.

Precipitación

Evaluación de la lluvia como evento detonante

De acuerdo con los estudios de La The Japanese Geotechnical Society

(1997) en la metodología para determinar la relación lluvia – deslizamiento,

consideran que existen dos tipos de efectos principales de la lluvia: “El efecto

acumulativo de la lluvia de largo plazo, varios días, y el efecto inmediato de la

lluvia de corto plazo, que se presenta justo antes de la ocurrencia del

deslizamiento”. Para el efecto de este estudio se asume la lluvia de largo plazo

de 1 a 15 días antes del deslizamiento dependiendo del sitio, y la de corto plazo

del orden de 1 a 24 horas.

Análisis de la lluvia antecedente – larga duración

Este método aporta un elemento en la predicción de movimientos en

masa basado en la precipitación acumulada o antecedente de semanas previas

a la ocurrencia del evento y difiere según las condiciones locales de los suelos y

del régimen climático, por lo que el método debe ser aplicado a cada sitio en

estudio. El estudio consiste en establecer relaciones estadísticas de la lluvia con

el deslizamiento, cuantificando los componentes de intensidad, duración y

frecuencia con el fin de sintetizar un modelo de comportamiento de la zona a

26

estudiar y así contribuir al pronostico de los mismos; para esto deben

seleccionarse los sitios con eventos de deslizamientos causados por lluvia, que

cuenten con buena información pluviométrica.

Para cuantificar las relaciones de intensidad - duración o volúmenes de

agua relacionados con la ocurrencia de deslizamientos, se debe contar con

series históricas de lluvia completas, con un buen período de registro a nivel

diario (en lo posible mayores a 15 años). Estas series se analizan

estadísticamente utilizando métodos de inferencia estadística y aplicando la

teoría de las probabilidades. De Acuerdo con Mayorga (2003) la metodología

está basada en el cálculo de lluvia acumulada en distintos períodos, clasificados

en intervalos, según su nivel de probabilidad estadística. Con el procesamiento

de la información pluviométrica diaria de la estación más cercana al sitio de

ocurrencia del evento, se sistematizan los datos diarios de tal forma que

permitan el análisis de probabilidades por medio de la distribución Gumbel

(distribución que más se ajusta, porque fue desarrollada para su aplicación en

problemas de valores extremos). La distribución de Gumbel permite encontrar

la probabilidad de excedencia o el periodo de retorno para cualquier valor a

partir de los datos de la serie histórica, calculando para cada valor de la serie

histórica la probabilidad de excedencia utilizando la ecuación de Weibull. El

método comprende la elaboración de la curva regresiva de lluvias acumuladas

cuyo procedimiento general a seguir es según Castellanos (1996), Castellanos y

González (1996, 1997), Wieczorek y otros (2001) y Moreno y Otros (2006), el

siguiente: A partir de la serie histórica de precipitación diaria regresiva para el

evento se elabora una serie de sumas acumuladas regresivas iniciando desde el

día en que ocurrió el deslizamiento hasta los 3 a 6 meses anteriores

(dependiendo del análisis de cada caso). Se gráfica una curva en forma

regresiva para el evento a partir de lluvias críticas, tomando como origen el día

en que ocurrió el deslizamiento. Desde el día en que ocurrió el movimiento con

un valor de lluvia hasta el día en que no hay lluvia, para este momento se lee

la precipitación acumulada en mm, y la duración en días (umbral de

precipitación). De la curva se pueden obtener varios umbrales de precipitación

(es decir, después de períodos cortos de no lluvia se puede reactivar otro

27

periodo de lluvia) los cuales dependen de la intensidad de lluvia de la zona.

Construcción de series parciales de la información diaria (con el periodo

completo de registro) con los valores de la duración de los umbrales: es una

serie de sumas acumuladas para cada duración (D), es decir que se suma la

serie de lluvia diaria en intervalos según cada duración. De las anteriores series

parciales se construyen series de máximos multianuales.

Obtención de umbrales críticos con sus respectivos periodos de retorno y

cálculo de la relación lluvia - deslizamiento para cada fenómeno de remoción en

masa: con los umbrales de lluvia se determinan los periodos de retorno de

cada uno de ellos a partir de distribuciones de densidad de probabilidad para

valores extremos y luego se toma el umbral más crítico. Se toma como la lluvia

acumulada crítica representativa de cada estación la de mayor periodo de

retorno, pues es el evento menos frecuente.

En resumen se tiene que con una buena información pluviométrica en la

zona, es posible cuantificar la relación intensidad – duración de lluvia o los

volúmenes de agua que han caído como precipitación en determinadas épocas

y su relación con la ocurrencia de deslizamientos. Entonces se puede establecer

que para los valores superiores a la lluvia crítica se aumenta la posibilidad de

ocurrencia de deslizamientos en la región de estudio. Sin embargo como es

bien conocido para el área de estudio no existe una buena información

pluviométrica, a pesar de las iniciativas de algunas instituciones que han

instrumentado algunas cuencas en el Ávila, lo cual esperamos pueda ser de

mucha utilidad en el futuro, por lo tanto actualmente debemos utilizar métodos

alternativos como se discute a continuación.

Efecto erosivo de las precipitaciones

La determinación de un índice que describa el efecto erosivo de las

precipitaciones constituye un problema que ha sido abordado durante años por

distintos autores. Existen numerosos trabajos que han desarrollado

aproximaciones a este tipo de índices (Wischmeier y Smith, 1978; Fournier,

1960) y a su uso en la evaluación del riesgo de erosión.

28

Con ese objetivo, Wischmeier, (Ob. Cit.) propuso un índice de erosividad

de la lluvia para ser utilizado por la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo

(USLE, por sus siglas en ingles), conocido como factor R. Este índice se deduce

a partir del producto de la energía cinética liberada por la lluvia (E) y la máxima

intensidad de precipitación durante un intervalo de 30 minutos (I30) de la

tormenta.

El factor R constituye uno de los índices de erosividad de la lluvia cuya

aplicación está más extendida. Sin embargo, para el área de estudio y muchas

otras regiones de Venezuela no existe una base de datos pluviográfica

suficientemente densa o antigua como para calcular el valor de R a escala de

detalle. En tal sentido, diversos autores han apuntado la dificultad de la

extrapolación de los valores registrados debido a la alta variabilidad espacial y

temporal de la agresividad pluvial. Además, dada la dificultad que entraña el

cálculo del factor R de la USLE, ya que debe calcularse la energía cinética y la

intensidad de las tormentas de forma aislada y durante un número elevado de

años, diversos autores han intentado relacionar el factor R con parámetros más

fáciles de obtener y calcular. Con este propósito, Fournier (Ob. Cit.) estableció

el índice de agresividad climática o Índice de Fournier (IF), que muestra una

alta correlación con la cantidad de sedimentos arrastrados por la escorrentía,

así Morgan y otros (1998), al estudiar la relación entre el drenaje y el clima en

Malasia, concluyó que el IF puede considerarse como un buen indicador del

riesgo de erosión en cárcavas. El cálculo del IF se realiza a partir de los datos

pluviométricos de estaciones meteorológicas representativas, según la siguiente

ecuación:

Usando el Índice de Fournier ICONA (1988) realizó la determinación del

factor R de la USLE a partir de registros de la red pluviométrica convencional,

utilizando la siguiente ecuación:

Sin embargo, para emplear el IF como indicador de la erosividad pluvial

deben tenerse en cuenta algunas restricciones. Así, entre otros aspectos, es

necesario considerar que en zonas cuyo régimen pluvial presenta más de un

29

pico mensual de precipitación, o donde los valores pluviométricos son en

general elevados, el IF sólo considera el mes de mayor precipitación,

despreciando los valores del resto de los meses. De acuerdo con Rafelli (2003)

para solventar esta dificultad Arnoldus propuso una corrección del IF, en la que

se consideran no sólo la precipitación mensual del mes más húmedo, sino

también la del resto de los meses. Este es el Índice Modificado de Fournier

(IMF) comprobado por Arnoldus quien determinó que el IMF se correlaciona

mucho mejor con el valor de EI30. Este Índice ha sido comprobado en varias

partes del mundo, por lo cual se considera válido para nuestro país.

Adicionalmente, con el objetivo de estimar la agresividad de las lluvias, a partir

de la variabilidad temporal de las precipitaciones mensuales, se propuso el

índice de concentración de las precipitaciones (ICP).

El rango posible de variación del índice va desde 8.33% (si la

precipitación es idéntica en todos los meses) hasta 100% (si toda la lluvia se

concentra en un solo mes). El valor del ICP reviste un gran interés, si se tiene

en cuenta la incidencia de la precipitación sobre la erosión del suelo, que

genera una dinámica más activa cuanto mayor es la concentración en el tiempo

de las lluvias.

La interpolación de los datos de las diferentes estaciones meteorológicas,

realizada mediante un Sistema de Información Geográfica, proporciona una

cartografía de la distribución del riesgo de erosión hídrica en la zona estudiada.

Vegetación

El tipo, la densidad, la capacidad de interceptación, el área de protección

de cobertura vegetal constituye un factor de resistencia o favorecimiento de

procesos morfodinámicos como la erosión y los movimientos en masa. En áreas

de alta pendiente y de coberturas vegetales de ciclos biológicos muy lentos y

frágiles, toda intervención de estas, hace que se aumente la susceptibilidad.

Los árboles, arbustos y otros tipos de vegetación protegen contra la

erosión producida por la escorrentía, especialmente durante las inundaciones.

30

La vegetación ribereña hace que los procesos de escorrentía se den de una

forma lenta, sirviendo de trampa para los limos o arenas suspendidas en el

agua inundada, de esta manera ayudan a filtrar el agua y forman los suelos del

banco del río, permitiendo así el rebrote de más vegetación ribereña

(Emmingham et ál. 2005).

Factores Antrópicos

Todos los fenómenos descritos anteriormente forman parte del natural

equilibrio geológico y que puede romperse con la actividad constructiva y

destructiva del hombre. De esta manera, el ser humano contribuye a provocar

o acelerar estos fenómenos.

Esto sucede, cuando la actividad humana se realiza sin una adecuada

planificación, especialmente en obras viales (carreteras y puentes) explotación

de recursos, desarrollos urbanísticos, rellenos mal hechos, corte en el perfil

natural de laderas, deforestación, prácticas agrícolas deficientes en la

conservación de suelos, entre otros. Todo esto promueve procesos de

inestabilidad en suelos que en cierta medida son naturalmente vulnerables a

esta clase de fenómenos y que tienen graves consecuencias en el futuro.

En el área de estudio, y en general en buena parte del país, muchos

asentamientos son establecidos al margen de la Ley, en sitios de mala

respuesta, como rellenos sin compactar, laderas inestables, llanuras de

inundación, el propio cause de los cursos de agua y planicies de inundación. Allí

generalmente se realizan cortes en las laderas y movimientos de tierra sin

asesoría técnica, muchas veces fuera del marco legal, con ausencia de sistemas

para un drenaje de aguas servidas y donde es característico la deficiente

práctica constructiva, además del uso de materiales de construcción de mala

calidad, lo cual genera consecuencias como las siguientes:

Ruptura o agrietamiento del suelo

Erosión intensa

Sepultamiento de infraestructura

Pérdida de vidas

31

Derrumbes

Represamiento y generación de embalses en cauces fluviales con

desarrollo de eventuales avalanchas de lodo y rocas.

Métodos para el análisis de amenaza por deslizamientos

El análisis de amenaza a los deslizamientos requiere de la modelación de

interacciones complejas entre un número grande de factores parcialmente

interrelacionados y de la evaluación de las relaciones entre varias condiciones

del terreno y ocurrencia de deslizamientos. Es así cuando los Sistemas de

Información Geográfica son herramientas muy útiles para resolver los modelos

para zonificar las amenazas, debido a que permiten el almacenamiento y

manipulación de la información referente a los diferentes factores de terreno

como capas de datos. De acuerdo con Suárez (1998) actualmente, se

diferencian las técnicas de zonificación en tres formatos así:

1. Modelos de caja blanca (White box model), los cuales se basan en

modelos físicos de estabilidad de taludes y modelos hidrológicos. A estos

se le conocen como modelos determinísticos.

2. Modelos de Caja negra (Black box model), los cuales se basan en análisis

estadístico solamente.

3. Modelos de caja gris (Gray box model), basados parcialmente en

modelos físicos y parcialmente en estadística.

El análisis de la información para obtener el mapa de amenaza se puede

realizar de varias formas:

Análisis estadístico

El método estadístico superpone mapas de parámetros y calcula

densidades de deslizamiento, de acuerdo a una forma de análisis. Si se utiliza

una técnica bivariada la importancia de cada parámetro o combinación de

32

parámetros puede ser analizada individualmente. Existen varios métodos para

calcular los valores de peso, la mayoría de los cuales son basados en la relación

entre densidad de deslizamiento y clase de parámetros comparados con la

densidad de deslizamientos sobre el área completa. Según Irigaray y Chacón

(2002) cada método tiene sus reglas específicas para la integración de datos

requeridos para producir un mapa de amenazas. Los valores de pesos pueden

ser basados en la experiencia del profesional especializado, siendo posible

combinar varios mapas de parámetros con un mapa de unidades homogéneas,

el cual es luego combinado o translapado con un mapa de deslizamientos para

producir un mapa de densidad de deslizamientos. Los SIGs son muy útiles para

este método, especialmente con comandos macros para cálculos repetitivos que

incorporen un gran número de combinaciones de mapas y la manipulación de

los datos de atributo. El usuario puede ensayar la importancia de cada mapa de

parámetros y tomar decisiones sobre los mapas de entrada definitivos de una

forma iterativa. Se utiliza el siguiente procedimiento:

1. Clasificación de cada mapa de parámetros en un número de clases

relevantes.

2. Combinación de los mapas seleccionados de parámetros con el mapa de

deslizamientos, utilizando el sistema de cruce de mapas para producir

unas tabulaciones de cruce que definen las correlaciones espaciales

entre los mapas de parámetros y el mapa de deslizamientos.

3. Cálculo de los valores de peso basados en la tabla de tabulación de

cruce.

4. Asignación de valores de peso a los varios mapas de parámetros o

diseñar unas reglas de decisiones para ser aplicados a los mapas y

clasificaciones de acuerdo a los resultados finales.

En atención a estos parámetros Lee (2004, 2005) establece que el

análisis estadístico multivariado de factores importantes relacionados con la

ocurrencia de deslizamientos dan la contribución relativa de cada uno de esos

factores a la amenaza total dentro de una unidad definida de área. Los análisis

se basan en la presencia o ausencia de fenómenos de movimiento dentro de

cada unidad que pueden ser cuencas, unidades geomorfológicas, etc. Muchos

33

métodos de análisis multivariado se han propuesto en la literatura, la mayoría

de estos requieren del uso de paquetes adicionales de estadística para realizar

análisis discriminante o regresión múltiple. En estos casos se debe manejar una

gran cantidad de información, la cual es muy difícil en un computador personal,

en ocasiones se incorporan hasta 50 parámetros diferentes.

Análisis determinístico

El análisis determinístico requiere de información muy completa y detallada

y se debe tener claridad en los siguientes aspectos:

a. Dónde están localizadas las áreas potencialmente inestables.

b. Cuáles son las propiedades geológicas y geotécnicas de los materiales.

c. En qué momento puede el fenómeno ser activado.

d. Qué tan lejos puede propagarse el fenómeno.

e. Cuáles son las interacciones entre el ambiente, el hombre y el problema

analizado.

f. Cuál es el costo del daño causado.

Este método utiliza información de modelos de análisis de estabilidad, los

cuales requieren datos de espesores de capa, resistencia al suelo, profundidad

de las superficies potenciales de falla, pendiente del talud y condiciones de

presión de poros.

Se deben elaborar los siguientes mapas:

1. Mapa de materiales mostrando la distribución en superficie y a

profundidad de los diferentes materiales con datos de las características

del suelo.

2. Mapa de líneas de nivel freático basados en modelos de aguas

subterráneas o en mediciones de campo.

3. Un mapa detallado de pendientes del terreno.

Se pueden utilizar varias formas de aplicación del SIG así:

1. El uso de un modelo de talud infinito que calcule el factor de seguridad

para cada pixel.

34

2. Seleccionar el número de perfiles que se exportan a un modelo externo

de estabilidad de taludes.

3. Muestreo de datos en unos puntos de grilla predefinidos y exportación

de los datos a un modelo tridimensional de estabilidad de taludes

El resultado es un mapa que muestra el factor de seguridad promedio para

una determinada magnitud de nivel freático y una determinada aceleración

sísmica.

La variabilidad de los datos de entrada puede utilizarse para calcular la

probabilidad de falla en conexión con periodos de retorno de eventos

detonantes de deslizamientos.

Análisis heurístico

En el análisis heurístico el mapa de amenazas es hecho utilizando el

conocimiento de diferentes profesionales especializados. Este mapa puede

hacerse directamente en el campo o recodificando un mapa geomorfológico.

El criterio con el cual se designan las clases de amenaza puede variar de

polígono a polígono. El SIG se utiliza como una herramienta rápida de dibujo y

no para análisis de parámetros. El análisis puede hacerse, sin embargo,

utilizando valores de peso a cada mapa de parámetros y cada mapa de

parámetros recibe un diferente peso.

Manejo de cuencas hidrográficas

La configuración natural del Wuaraira Repano, le confiere características

propias de regiones para ser tratadas bajo el concepto de cuenca hidrográfica,

tal como se entiende en Quevedo (2008), al definirlas como un territorio

delimitado por la propia naturaleza, esencialmente por los límites de zonas de

escorrentía de las aguas superficiales que convergen hacia un mismo cauce. La

cuenca hidrográfica, sus recursos naturales y sus habitantes tienen cualidades

físicas, biológicas, económicas, sociales y culturales, que le confieren

características propias y especiales. Físicamente, la cuenca hidrográfica

representa a un área natural de captación y concentración de agua superficial y

35

subterránea y por lo tanto, tiene una connotación esencialmente volumétrica e

hidrológica.

Al mismo tiempo, la cuenca hidrográfica y sobre todo el agua recolectada

en la misma, representa una fuente de vida para la humanidad, sin embargo,

también puede ser una fuente de peligro, cuando toman lugar los fenómenos

naturales extremos asociados al agua o cuando es afectada por la

contaminación (Dourojeanni, 2001). Por otro lado, la cuenca hidrográfica

también puede entenderse de la siguiente manera: Así, en la cuenca

hidrográfica existe un ordenamiento natural el cual, si ha desaparecido o está

alterado, es conveniente adecuarlo o regenerarlo tratando siempre que este

ordenamiento responda a las necesidades y requerimientos de la sociedad

humana sin afectar la armonía de la naturaleza y tomando como base al agua

como elemento vital y ordenador por excelencia. Sin embargo, las cuencas

hidrográficas por estar limitadas por barreras físicas e hidrológicas, en lugar de

administrativas o políticas, hacen que se dificulte su gestión integrada, para el

caso particular del estado Vargas es altamente recomendable considerar

algunos de estos aspectos para la reordenación del territorio en atención a las

alteraciones antrópicas y naturales presentadas en esta región.

De acuerdo con Jiménez (2007) el manejo de cuencas hidrográficas, es

el conjunto de acciones que se realizan para utilizar, manejar, rehabilitar,

proteger y conservar los recursos naturales en las cuencas hidrográficas,

considerando los planteamientos de los enfoques sistémico, socioambiental,

integral y del agua como recurso integrador de la cuenca. Con estos enfoques

se promueve y busca la sostenibilidad ecológica, social y económica de los

recursos naturales y el ambiente en el contexto de la intervención humana, sus

necesidades y responsabilidades y del riesgo y la ocurrencia de desastres,

principalmente de origen hidrometeorológico.

De acuerdo con Quevedo (Ob. Cit.), las acciones que se aplican en el

manejo de cuencas hidrográficas son complementarias y están orientadas a

aprovechar los recursos naturales (usarlos, transformarlos, consumirlos) para

propiciar el crecimiento económico, y otro grupo de acciones orientadas a

manejarlos (conservarlos, recuperarlos, protegerlos), con el fin de tratar de

36

asegurar una sustentabilidad del ambiente. Utiliza un enfoque holístico,

destacando la interconectividad de los recursos naturales entre los usuarios

aguas arriba y aguas abajo, empleando el concepto de ecosistema, los

principios de la ciencia ecológica y los lineamientos del desarrollo sostenible.

Además, facilita el monitoreo y evaluación del efecto de las inversiones en

conservación de vertientes para protección del agua y privilegia la protección

del valor estratégico del recurso agua (Kerr 2007; y FAO S.f.). El manejo de

cuencas promociona además el uso adecuado de las tierras, lo que a su vez

influye positivamente en el abastecimiento de servicios ambientales, tales

como:

La disminución de la sedimentación de los causes de los ríos y obras

hidráulicas construidas con fines preventivos, como es el caso de las

presas de retención de sedimentos, en las cuencas de la vertiente norte

del Macizo Ávila.

La reducción de los costos de tratamiento del agua para consumo

humano, industrial o agropecuario.

La disminución de los costos de producción de energía hidroeléctrica (al

incrementarse la vida útil de las turbinas y reducirse la sedimentación en

los embalses)

La mejoría de la calidad del agua al hacer un uso racional de los

agroquímicos en la agricultura.

La protección de la biodiversidad al mantener sanos los ecosistemas

acuáticos y al sostener un flujo constante de agua.

La promoción en la regulación de caudales, con lo que en la estación

lluviosa se reducen las inundaciones y se mantienen los caudales durante

la estación seca.

Las franjas ribereñas

Las franjas ribereñas pueden ser consideradas como zonas transicionales

entre hábitats de sistemas fluviales y terrestres. Aunque no siempre bien

37

definidos, estas zonas pueden ser descritas como largas franjas lineales de

vegetación adyacentes a riachuelos, ríos, lagos, embalses, y otros sistemas

acuáticos, incluyendo sus bancales y los pantanos que se encuentran en las

llanuras de inundación. Dichas franjas pueden estar constituidas por

combinaciones de árboles, arbustos, gramíneas, dicotiledóneas y estructuras de

bioingeniería adyacentes o dentro de un río, diseñadas para mitigar el impacto

del uso de la tierra sobre el río o riachuelo. Para nuestro caso de estudio, no

existen estas franjas en la parte baja de las cuencas por cuanto el uso urbano

ha ocupado toda el área incluyendo el cauce se los ríos, por su parte en la

cuenca media y alta se mantiene las condiciones naturales, en la mayoría de los

casos, sin embargo algunas cuencas como Piedra azul y Galipan deben

analizarse con detalle, por cunato en sus partes altas se desarrollan distintos

tipos de actividades agropecuarias y turísticas sin mayores controles.

Los beneficios que prestan las franjas ribereñas se han conocido por más

de un centenar de años y sin embargo, su mantenimiento sigue siendo una de

las más difíciles cuestiones de resolver por las actuales presiones de uso de la

tierra existentes. Esto ha permitido el realce de su importancia como áreas que

prestan una amplia gama de servicios ecosistémicos, económicos y sociales, los

cuales han sido estudiados desde varias perspectivas. Algunos autores como

Barrientos y otros (2005) EEP (2004), Garrent (2005), Meyer et ál. (2005), han

enfatizado en los servicios que prestan estas áreas y como las actividades

agrícolas, ganaderas, silviculturales y agroforestales están influyendo sobre la

calidad de las aguas superficiales y en el estado de las franjas ribereñas,

tomando en cuenta medidas de gestión, directrices, criterios para la toma de

decisiones y estrategias para la conservación y restauración de las franjas

ribereñas. Asimismo otros autores como Ehrlich et ál (2005), Arcos (2005) y

Granados et ál. (2006), desarrollaron revisiones e investigaciones relacionadas

con las dimensiones de anchura de las franjas ribereñas, tomando como base

los objetivos de protección, conservación y restauración que se requieren para

estas áreas, proponiendo la implementación de asistencia en la planificación y

en la ejecución de obras de restablecimiento de la vegetación ribereña,

específicamente diseñados para retardar las tasas de erosión en las orillas.

38

Servicios ecosistémicos generados a través de las franjas ribereñas

Los hábitats ribereños son altamente dinámicos, son una zona de

encuentro o ecotono de los flujos del río y las tierras de la orilla del río

adyacentes con influencia antropogénica (Amitha, 2003). Muchos de los

nutrientes son considerados como contaminantes cuando entran en altas

concentraciones al río. El nitrógeno y el fósforo usados en los fertilizantes,

pueden contribuir a la contaminación del río, si estos fluyen directamente hacia

el mismo, tal es el caso del río Piedra Azul, donde se han reportado valores de

Barrientos (Ob. Cit.). Las plantas de las franjas ribereñas pueden absorber los

remanentes de los fertilizantes y usar estos nutrientes para su crecimiento. Este

crecimiento de los árboles en las franjas ribereñas, permite que se dé el

almacenamiento de nutrientes en las hojas y en la madera, los cuales son

removidos del sitio a través del aprovechamiento de los árboles.

Además, las franjas ribereñas también sirven como áreas de captación

de dióxido de carbono y contribuyen a la reducción de los gases de efecto de

invernadero (Emmingham et ál. 2005). Las franjas ribereñas son zonas de

amortiguamiento contiguas al río que desempeñan funciones como: filtrado de

sedimentos, nutrientes, contaminantes y reducción de la escorrentía hacia los

cuerpos de agua. Asimismo presentan un amplio rango de hábitat,

proporcionan alimentos y su proximidad al agua permite que se desarrollen

microclimas que proporcionan refugios y que dan lugar a una alta diversidad de

plantas y animales tanto acuáticos como terrestres. Además reducen la erosión,

estabilizan las orillas, influyen en la temperatura del agua, proporcionan

alimentos y nutrientes para los organismos acuáticos, suministran alimentos

para los seres humanos y generan ingresos agrícolas a través de productos

cosechados a partir de las franjas ribereñas. El bosque ribereño puede actuar

como agente transformador cuando los procesos químicos y biológicos cambian

la composición de los nutrientes. En el caso de suelos bien oxigenados, las

bacterias y los hongos del bosque convierten el nitrógeno disuelto en varios

gases, regresándolos a la atmósfera (Granados et ál. 2006).

Garrent (2005), menciona que una franja ribereña puede estar constituida por

tres zonas de manejo:

39

Zona 1: una zona estrecha y cercana a la orilla del río que a menudo incluye

una mezcla de árboles nativos, arbustos, dicotiledóneas que se adaptan a las

llanuras de inundación hidrológica. La principal función de esta zona es

estabilizar las orillas del río y proporcionar desechos de maderas para hábitats

acuáticos.

Zona 2: es un área adyacente a la zona 1, pero mucho más amplia, en esta

área existen árboles de rápido crecimiento y arbustos que pueden tolerar

inundaciones periódicas. Su principal función es la calidad del agua,

absorbiendo y almacenando los nutrientes.

Zona 3: son zonas adyacentes a campos de cultivo o tierras con pastos que

proporcionan una alta infiltración, filtración de sedimentos, absorción de

nutrientes y puede ayudar a dispersar la concentración de la escorrentía. Los

pastos nativos y arbustos como flora silvestre, son normalmente preferidos por

sus múltiples beneficios y adaptabilidad.

Funciones de la vegetación en los ecosistemas ribereños

Muchas plantas nativas se desarrollan solo o principalmente en estas

áreas ribereñas, y son muy importantes para muchos animales en parte o todo

su ciclo de vida. Dichas plantas nativas pueden proporcionar un refugio para

otras plantas nativas y animales en tiempos de estrés, como por ejemplo,

sequías o fuego y también funciona como corredores de vida silvestre en

paisajes muy despejados o aclarados (Lovett y Price 2001).

Adicionalmente Granados et ál. (2006); Emmingham et ál. (2005) y

Lovett y Price (1999); afirman que la vegetación de las franjas ribereñas

regulan principalmente la producción a través de la sombra y proporcionan

energía y nutrientes esenciales para los organismos que viven en el río. Además

los árboles de las franjas ribereñas, los troncos y los restos de árboles

presentes en el río o llevados por las inundaciones, proporcionan importantes

estructuras para hábitats acuáticos. En un estudio para determinar el efecto de

los corredores ribereños sobre el estado de quebradas en la zona ganadera del

río La Vieja, Colombia, pudo constatarse que las quebradas con corredores

ribereños presentaron menor turbidez, demanda bioquímica de oxígeno (DBO5)

40

y coliformes y mayor diversidad de sustratos que las quebradas sin protección.

Efectos de la degradación de franjas ribereñas

De acuerdo con Lovett y Price (Ob. Cit.), las franjas ribereñas son una

zona particularmente dinámica dentro del paisaje, esta puede cambiar

notablemente incluso bajo condiciones naturales. El fuego, inusualmente

severas heladas, ciclones e inundaciones mayores, pueden tener enormes

impactos sobre las franjas ribereñas y resultar con ello cambios en la posición y

forma del canal y en la vegetación circundante. Sin embargo, la principal

degradación de estas áreas suele darse principalmente por la remoción de la

vegetación, causando un incremento en la velocidad del agua lo que puede

contribuir a aumentar la erosión y las inundaciones en tierras bajas.

Los bosques ribereños y su relación con los sedimentos y nutrientes

La aportación de sedimentos y nutrientes provienen de la erosión de

tierras aledañas, de los bancos del río y de la erosión originada en áreas de

fuerte pendiente. Esto se incrementa como resultado de las prácticas de

cambios de uso de la tierra, particularmente por la remoción de la vegetación

nativa. Este aumento de sedimentos y nutrientes como el fósforo y el nitrógeno

en el río, puede conducir a la pérdida de hábitats, sofocando la vida en el río y

cambiando la composición de las comunidades de flora y fauna acuática y

según Lovett y Price, (2005) y Granados et ál. (2006), los sedimentos y

nutrientes son transportados vía escorrentía hacia los ríos, y las franjas

ribereñas frenan la eutrofización y la contaminación de los ríos causadas por los

abonos y pesticidas traídos de tierras agrícolas. Por lo tanto, las franjas

ribereñas protegen de la influencia de sedimentos y nutrientes, a través de los

mecanismos de protección que surgen, ya que, generalmente, las franjas

ribereñas tienen un menor gradiente de pendiente que reduce la velocidad de

la escorrentía, limitando su habilidad para acarrear sedimentos erosionados

pendientes arriba. De esta manera, la densa vegetación presente en la franja

ribereña, reduce la velocidad de la escorrentía, promueve su infiltración dentro

del suelo, causando la deposición de los sedimentos y absorbiendo los

nutrientes disueltos. De esta manera, los bosques ribereños contribuyen a la

mejora de la calidad del agua.

41

Anchos de las franjas ribereñas

Los corredores y franjas ribereñas se están convirtiendo cada vez más en una

importante opción para mejorar la calidad de agua y conservar la vida silvestre.

Hay una sólida evidencia que al existir franjas ribereñas de suficiente ancho

protegen y mejoran la calidad del agua por la intercepción de contaminantes,

tales como herbicidas y pesticidas; nutrientes de fertilizantes; y sedimentos

originados por erosión de los suelos (Fisher y Fischenich 2000).

Por otra parte Eichner (2002) afirma que las funciones de las franjas

ribereñas son inestimables y que por lo tanto, es importante mantener entre

100-300 m de ancho, dependiendo de las condiciones y de las funciones

deseadas de una localización específica. Asimismo afirma que el ancho mínimo

aceptable para el buen funcionamiento de las franjas ribereñas es de 30 m, no

obstante, cuando se trata de lograr una mayor oferta de beneficios

significativos para la vida silvestre y la biodiversidad es necesario que el ancho

sea entre 100-300 m. De acuerdo con Granados et ál. (2006), una banda de

vegetación de ribera de 16 m de ancho basta para retener el 50% del nitrógeno

y el 95% del fósforo provenientes de áreas de agricultura.

Por otro lado autores como Mcnaugth et ál. (2003), recomiendan que la

determinación del ancho de las franjas ribereñas debe realizarse en función de

la pendiente, el grado de sensibilidad de erosión del suelo y de los objetivos

que se persiguen. Por ejemplo, si se tiene un área con 60% de pendiente, con

baja sensibilidad a la erosión y cuyo objetivo sea la disminución de la

sedimentación, este autor sugiere un ancho de 55 m. Es importante recordar

que no hay una ley o naturaleza que defina el ancho de una franja ribereña, o

de un área de amortiguamiento dentro de una franja ribereña, es decir, el

ancho se determina en función de las decisiones de gestión o manejo, de esta

forma lo expresan Lovett y Price (1999), Fisher y Fischenich (2000), cuando

realizaron una revisión bibliográfica de varios estudios conducidos por

diferentes autores, quienes recomiendan diferentes anchos de la franja ribereña

para la protección de la calidad de agua. Dichos anchos están determinados por

tipo de vegetación existente en dichas franjas.

42

Caracterización de la vegetación ribereña

La vegetación de las riberas está constituida en general por numerosas

especies pioneras, de crecimiento rápido y fácil reproducción. Dicha vegetación

aparece en diferentes agrupaciones vegetales bordeando los ríos y arroyos,

dispuestas en bosques de galería, Así González y García (1998), Granados y

otros (2006), se refieren a la vegetación ribereña como aquella que se

encuentra inmediatamente adyacente a los arroyos o a lo largo de los bordes

de los lagos y charcos, con características diferentes respecto a la vegetación

circundante. La composición florística, la estructura y la disposición de la

vegetación de las riberas está sometida de manera natural a los factores

hidrológicos de estas últimas, ligados a un nivel freático elevado (humedad

edáfica permanente), un régimen de caudales permanente o temporal, con

oscilaciones del nivel de las aguas y periódicas inundaciones, procesos erosivos

y de sedimentación, entre otros, que causan la muerte de individuos y algunas

veces la destrucción física de los mismos. Sin menospreciar la influencia de

factores más generales del clima, relieve y características del suelo (Treviño y

otros, 2001).

Herramientas de Gestión

En atención a lo señalado anteriormente deben elaborarse Planes de

Gestión que comprendan intervenciones técnicas para el tratamiento y la

gestión de los diferentes recursos, permitiendo disponer de herramientas

básicas para la gestión adecuada y oportuna de la zona. Entre las herramientas

de mayor importancia se tienen las siguientes:

Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Teledetección

Modelos Hidrológicos

Sistema de Alerta Temprana (SIAT)

43

Sistemas de Información Geográfica

Los primeros Sistemas de Información Geográfica (SIG) se desarrollaron

hace más de 40 años en agencias gubernamentales para manejar masivas

cantidades de datos espaciales procedentes de imágenes remotas en Canadá

(Land Inventory CGIS, director ejecutivo R. G. Tomlinson) y Estados Unidos,

agencias estatales de Minnesota y New York (USA). En 1970 la primera

conferencia sobre SIG organizada por la Unión Geográfica Internacional (IGU)

tuvo lugar en Ottawa (Cánada) y congregó unos 40 participantes. A finales de

los años 70 un inventario de software de la IGU comprendía ya más de 600

programas computacionales de los que unos 80 eran SIG completos, lo que

expresaba la nueva y creciente disponibilidad de microordenadores (Marble,

1984; Tomlinson, 1984). Desde entonces se ha incrementado de manera

creciente la oferta de cursos de aprendizaje del manejo de SIG en las

universidades, institutos, centros de investigación y empresas privadas de todo

el mundo, incrementando significativamente por sus capacidades de análisis,

donde destacan los siguientes:

Funciones de Análisis Espacial

La capacidad de asociación de bases de datos temáticas junto con la

descripción espacial precisa de objetos geográficos y las relaciones entre los

mismos (topología) es lo que diferencia a un SIG de otros sistemas informáticos

de gestión de información. Los avances tecnológicos, la masificación del uso de

estas herramientas y la diversidad de aplicaciones han obligado la incorporación

de funciones muy específicas que solo se encuentran disponibles en programas

especialmente diseñados para algunas aplicaciones particulares. Sin embargo,

la gran mayoría de los softwares disponen de una serie de funciones básicas de

análisis que se mantienen tradicionalmente, las cuales se especifican a

continuación:

Combinación

44

Un SIG debe poseer la capacidad de combinar información procedente

de temas diversos, tanto espacialmente como desde el punto de vista de los

atributos, con independencia del modelo de datos que se utilice. La

combinación de datos diversos permite interpretar o investigar sobre aspectos

que no son evidentes cuando se analizan las fuentes de información por

separado.

Reclasificación

Consiste básicamente en la agrupación de áreas o celdas en función de

su valor, frecuentemente se trata de reclasificaciones en rangos de valores.

Como ejemplo se puede mencionar un mapa de pendientes, reclasificado en

función de los valores de inclinación de la vertiente en cada píxel.

El sentido de la reclasificación consiste en la posibilidad de modificar a nuestros

criterios los rangos, cambiando los límites e incorporando o eliminando rangos.

Superposición

Consiste el colocar unos sobre otro las distintas capas de una región para

encontrar todos los atributos de un mismo punto, estas superposiciones se

reducen a realizar operaciones algebraicas (sumas, restas, multiplicaciones,

etc.) o lógicas (intersecciones, dentro, fuera, si, no etc.) entre los atributos de

píxel, para esto todos las capas deben estar en el mismo sistema de referencia

a la misma resolución.

Álgebra de mapas

Se denomina álgebra de mapas a un conjunto de operadores que

permite utilizar los datos espaciales como operandos en una expresión de

cálculo.

El álgebra de mapas permite realizar operaciones matemáticas y lógicas

mediante un lenguaje simbólico. Mediante este, es posible combinar varios

mapas para generar un resultado que, a su vez, puede ser utilizado como mapa

en otra operación. El proceso de combinación de mapas suele llamarse

modelado cartográfico.

45

Medida de magnitudes y formas

Los objetos geográficos tienen dimensiones que en ocasiones es

necesario determinar, para ello los SIG disponen de funciones especificas que,

utilizando los principios geométricos y cálculos analíticos, permiten obtener por

ejemplo longitudes de líneas, que pueden representar ríos o quebradas, áreas y

perímetros de polígonos que pueden ser cuencas, así como otras funciones que

caracterizan la forma de tales elementos como son el coeficiente de circularidad

y la sinuosidad. Todas estas funciones de análisis son muy útiles al momento de

determinar los aspectos morfométricos de una cuenca de drenaje.

Áreas de influencia y polígonos de Thiessen

Las áreas de influencia o Bufffer son regiones que se extienden alrededor

de un objeto cartográfico hasta una distancia especificada en todas las

direcciones, una aplicación puede ser el buffer alrededor de un curso de agua,

que puede representar el área inundable ante una precipitación de un periodo

de retorno considerado.

Por su parte, los polígonos de Thiessen pueden utilizarse para determinar las

áreas de influencia de cada una de las estaciones de una red meteorológica,

por ejemplo La Carlota, Cagigal, San José de Galipan, Maiquetía, Mamo, y El

Junquito para este sector Central de la cordillera de la Costa.

Aplicaciones SIG a movimientos en masa

De acuerdo con Chacon (2005) durante los años 80, la creciente

disponibilidad de nuevos y más amigables sistemas operativos y ordenadores

personales cada vez más potentes, condujo a una progresión en el número de

investigadores interesados en la planificación y caracterización del territorio

mediante un número igualmente creciente de paquetes de SIG comerciales y

algunos de libre difusión. Excepto muy pocos ejemplos, la mayor parte de los

artículos sobre aplicaciones SIG a la cartografía de los movimientos de ladera se

publicaron ya en los años 90.

En algunos casos la mayor parte o la totalidad del análisis de datos

necesario para obtener el modelo de mapa se hace con el SIG y sus diversas

funciones matemáticas y lógicas, pero la mayoría emplean métodos de análisis

46

que requieren el apoyo de paquetes informáticos externos al SIG, sobre todo

programas de tratamiento estadístico, de manera que, a veces, las funciones

del SIG solo sean necesarias para la edición del mapa. En cuanto al uso de los

mapas geológicos en la práctica de la ingeniería civil (Griffith, 2002), establece

como punto de partida, la constatación general e internacional de su escaso uso

real. Esta observación es expresamente mencionada por Fookes (1997) al

referirse a la práctica británica, pero puede considerarse válida en muchos otros

países desarrollados y extenderse en lo referente al poco uso de los mapas de

susceptibilidad para acciones preventivas en relación con los fenómenos de

remoción en masa. En la discusión acerca de la calidad y utilidad de los

métodos actuales para elaborar este tipo de mapas, el nivel de uso real

constituye el telón de fondo para la reflexión y la adopción de nuevas

estrategias para incrementar su utilidad.

A través de los SIG, se pueden desarrollar varios métodos para el análisis

espacial de los fenómenos de remoción en masa, los factores que intervienen

en el análisis de susceptibilidad y peligrosidad se cuantifican mediante

variables, asignándole un valor numérico a cada factor en función de su

importancia en la probabilidad de que se produzcan deslizamientos de una zona

y del riesgo de estos para la actividad humana. El análisis se efectúa usando

una de las aplicaciones de los SIG, los cuales disponen de una herramienta muy

importante para la toma de decisiones que es la Evaluación Multi-criterio (EMC).

Como esta se entiende a un conjunto de conceptos, aproximaciones, modelos y

métodos, que sirven de soporte a los entes decisorios para describir,

seleccionar, evaluar, jerarquizar o rechazar objetos, sobre la base de una

evaluación (expresada en puntuaciones, valores o intensidades de preferencia),

de acuerdo a varios criterios seleccionados en apoyo a la toma de decisiones

(Gómez y Barredo, 2005; Barredo, 1996). En el caso de modelos ambientales

(riesgos a deslizamientos), este método valora las posibles alternativas de

selección, que según la disponibilidad de la información para el caso especifico

de la vertiente norte de la cordillera de la costa, en el tramo central, se

muestran en la tabla 1, y son considerados como los diversos criterios a evaluar

según uno o más objetivos.

47

Un objetivo se puede entender como una función a desarrollar; el

objetivo indica la estructuración de la regla de decisión. Un criterio es cierta

base para la toma de una decisión, base que puede ser medida y evaluada. Es

la evidencia sobre la cual se basa una decisión. Al valorar los diferentes tipos de

criterios, es decir, al darle puntuaciones a los criterios estos se pueden integrar

a través de una regla de decisión que elegirá entre las alternativas (Barredo,

1996)

Los criterios constituyen las diferentes capas cartográficas generadas,

consideradas como desencadenantes de un deslizamiento (por ejemplo, la

pendiente del terreno o la geología). Un método para la asignación de pesos a

los criterios es el llamado Método de las Jerarquías Analíticas. Según el método

se asignan los pesos, de acuerdo a una escala establecida, basándose en

estudios preliminares relacionados con el objetivo de la evaluación y el

conocimiento del problema evaluado, sea por consulta a expertos, trabajos

anteriores o por deducción del grupo que realiza la evaluación. Finalizada la

asignación de pesos se recodifican las variables temáticas expresadas en

escalas cualitativas cuantificándolas, para posteriormente aplicar un método de

EMC. (Abarca y Quiroz, 2005)

Considerando los planteamientos anteriores García, y Vilachá, (2005)

presentan el uso de toda una variedad de fuentes de información geográficas y

su empleo con herramientas tecnológicas avanzadas, en el seguimiento,

estudio, análisis y prevención de eventos naturales para la toma de decisiones

con la exigencia técnica requerida. Todo esto con tiempos de respuesta

adecuados para poder ejecutar las medidas de prevención ante situaciones de

gravedad o desastre como las que ocurrieron en Venezuela en Diciembre de

1999, las principales aplicaciones reportadas por estos autores son:

Identificación de la extensión y nivel de los daños

Estudio y análisis del evento ocurrido

Planificación de los trabajos de reparación y/o reconstrucción de las

áreas afectadas

Seguimiento y control para la prevención de nuevos desastres

48

Con el uso apropiado de estas herramientas se puede capturar,

almacenar, integrar, actualizar, manipular, analizar y mostrar de una manera

eficiente todo tipo de información descriptiva de lugares localizados sobre la

superficie de la tierra, por tanto pueden construirse mapas de amenaza a los

procesos de remoción en masa que son la representación cartográfica de

las áreas propensas a ser afectadas por estos fenómenos.

Así se lo plantea Villanueva (s/f) cuando afirma que el sistema de

Información Geográfica podrá aplicarse, para el manejo de riesgos en los

diferentes niveles de la planificación del desarrollo. A nivel local, se utilizará

para facilitar el proceso en la toma de decisiones, para la organización territorial

y determinar estrategias específicas de mitigación.

En la actualidad y para los fines señalados, la necesidad de manejar

simultáneamente gran cantidad de datos de diversas tipologías, así como la

rápida evolución de las características de algunos de éstos, hace que la

cartografía convencional resulte insuficiente, orientándose los esfuerzos e

investigaciones a sistemas integrados y automatizados de almacenamiento de

datos geográficos, análisis matemáticos de los mismos y presentación de los

resultados, tanto en forma alfanumérica como gráfica, constituyendo los

denominados Sistemas de Información Geográficas.

La cantidad de información necesaria para el manejo de amenazas

naturales, especialmente dentro de la planificación del desarrollo integrado,

sobrepasa la capacidad de los métodos manuales y por lo tanto es

imprescindible el uso de técnicas automatizadas, como el Sistema de

Información Geográfica.

Según el Decenio Internacional para la Reducción de Desastres Naturales

(1993) los Sistemas de Información Geográfica en el manejo de Peligros

Naturales tienen muchas que sólo están limitadas por la cantidad de

información disponible y por la imaginación del analista. Generalmente, con la

información fácilmente disponible sobre eventos naturales (p.e., registro de

anteriores desastres), investigación científica (artículos, ponencias, boletines,

etc.) y cartografía de peligros (fallas sísmicas, litología, llanuras de inundación,

49

patrones de erosión, pendiente, etc.) se tiene material suficiente para llevar a

cabo una evaluación preliminar con un SIG del estado de los peligros naturales

y orientar las actividades de planificación del desarrollo. En tal sentido a nivel

local el SIG puede ser utilizado en el estudio de la prefactibilidad y factibilidad

de proyectos sectoriales y en actividades de manejo de recursos naturales.

Puede ayudar a los planificadores a identificar medidas específicas de

mitigación para proyectos de inversión de alto riesgo; y también puede ser

usado para conocer la ubicación de instalaciones críticas vulnerables y facilitar

la implementación de los preparativos de emergencia y actividades de

respuesta. En centros poblados, por ejemplo, las bases de datos SIG a gran

escala (resoluciones de 100 m2 por unidad) pueden mostrar la ubicación de

edificios altos, hospitales, estaciones de policía, albergues, estaciones contra

incendios, y otros elementos de los servicios vitales. Combinando estos datos

con el mapa de evaluación de peligros - previamente compilado o generado con

el SIG - los planificadores pueden identificar los recursos críticos en las áreas de

alto riesgo y formular adecuadamente estrategias de mitigación.

Adicionalmente, Cualquier cálculo SIG u operación que incluya

mediciones de unidades (área, perímetro, distancia, etc.) debe ser

suficientemente exacto para proporcionar a los planificadores una clara y

precisa ilustración del proyecto, en conjunto y en relación a la situación de los

peligros específicos en el área de estudio. Las evaluaciones de los peligros en

llanuras de inundación combinan mapas temáticos (p.e., suelos, geología,

topografía, población, infraestructura, etc.) y requieren una representación

precisa de la elevación de la llanura de inundación, para poder indicar donde se

encuentran las áreas de probables inundaciones y cuales son los probables

componentes de poblaciones, recursos naturales e infraestructura que podrían

ser afectados por una inundación.

De acuerdo con Sánchez, Mayorga, Urrego y Vargas (2002) la propuesta

de un modelo para el estudio de movimientos en masa debe estar basado en

cuatro fases principales: a) caracterización y zonificación de la susceptibilidad

de los terrenos a los deslizamientos, b) análisis de los eventos históricos para

50

la estimación de las lluvias detonantes c) caracterización y zonificación de

umbrales de lluvias criticas detonantes d) automatización del modelo para el

pronóstico y alertas basado en mapas dinámicos de amenaza.

Por otra parte, (Gonzáles y Lima de Montes, 2001, Castro y otros, 2001,

Lima de Montes, 1999) plantean que actualmente en la cartografía del riesgo

existe una postura casi unánime de utilizar métodos indirectos en los que por

un lado se identifique los factores (condicionantes y desencadenantes) que

controlan los movimientos de laderas y por otro los factores con los que evaluar

las pérdidas económicas. Del análisis del primer grupo de factores se obtendrá

el mapa de susceptibilidad, objetivo y perdurable en el tiempo. Añadiendo el

segundo grupo de factores se obtendrá el mapa de riesgos, cuya validez

temporal es mucho menor y su eficacia dependerá en gran medida del uso al

que vaya a estar destinado. Así en Colombia Para obtener el mapa de

susceptibilidad se han utilizado cinco variables: litología, capacidad de carga,

permeabilidad, pendientes y precipitaciones medias anuales. Cada variable es

sometida a un análisis estadístico para observar qué valores son los mas

frecuentes en zonas deslizadas y en base a estos resultados reclasificar los

mapas para luego ser superpuestos. Se emplean dos tipos de superposición: sin

ponderar las variables y ponderando las variables. Paralelamente se obtienen el

mapa de factores de seguridad. Comparando los mapas de susceptibilidad con

el mapa de factores de seguridad, se observa que los mejores resultados se

obtienen ponderando las variables y dando prioridad a la pendiente. En

conclusión, plantean estos autores que la utilización de programas como los

Sistemas de Información Geográfica permite realizar complicados análisis

espaciales en un tiempo razonable, lo que los convierte en una herramienta

imprescindible para la obtención de cartografía de riesgos. Si bien se ha

reducido considerablemente los tiempos de análisis, todavía es importante el

tiempo empleado en la preparación de los datos iniciales ya que la mayor parte

de ellos se encuentran en soporte papel y deben ser digitalizados lo que

inexorablemente introduce una serie de errores, algunas veces difícilmente

51

evaluables. Las aplicaciones de los SIG que se desarrollarán en este trabajo son

las siguientes:

Principales mapas de zonas inestables.

Diversas investigaciones, plantean que desde el punto de vista de los

objetivos del trabajo se pueden distinguir los siguientes tipos de mapas:

1. Mapas de inventario de movimientos de ladera.

La distribución de zonas inestables y movimientos de ladera de una región

dada se expresa en un mapa de inventario. Se trata de un conjunto de datos

que suelen representar uno o muchos eventos o episodios de inestabilidad de

vertientes acumulados a lo largo del tiempo en la región. A pequeña escala

muestran la localización mediante un punto o la delimitación del contorno de la

masa, zona de ruptura y el escarpe o escarpes sin distinguir, mientras que los

mapas a gran escala permiten la distinción de las zonas de rupturas, o cuencas

de emisión, y de los depósitos resultantes, y diferenciar diferentes tipos de

movimientos de ladera, además de mostrar otros datos como actividad,

desarrollo, velocidad, espesor, etc. (Spieker y Gore, 2002, 2003a y 2003b).

2. Mapa de susceptibilidad a los movimientos de ladera

El concepto básico de susceptibilidad del terreno subyace en la serie de

mapas publicados por el Servicio Geológico de EE.UU desde el inicio de los años

70 (ver Varnes, 1984; http:// www.usgs.gov) y se refiere a la distribución

espacial de factores relacionados con los procesos de inestabilidad en una

zonación de áreas propensas a los movimientos de ladera sin implicación

temporal alguna. Los mapas de susceptibilidad muestran donde se pueden

formar nuevos movimientos de ladera y emplean un esquema de colores como

el rojo, naranja y amarillo con zonas inestables a marginalmente inestables y

colores fríos como el azul y el verde con zonas más estables (Spieker y Gore,

2002, 2003a y 2003b). La susceptibilidad de los terrenos a generar

movimientos de ladera también fue considerada como una expresión de la

peligrosidad (hazard) relativa (Hartlen y Viberg, 1988).

52

3. Mapa de peligrosidad por movimientos de ladera (Landslide hazard map)

Según la experiencia del USGS la definición de un mapa de peligrosidad por

movimientos de ladera indica zonaciones que muestran la probabilidad anual de

ocurrencia de movimientos de ladera en la región cartografiada. Los autores

consideran como un mapa de peligrosidad ideal una zonación que muestre no

solo las posibilidades de que se pueda formar un movimiento de ladera en un

lugar en particular, sino también las posibilidades de que masas procedentes de

partes más alejadas y elevadas de la vertiente irrumpan en ese lugar. (Spieker

y Gore, 2002, 2003a, 2003b).

4. Mapa de riesgos de movimientos de ladera

Es aquel mapa que muestra la expectativa anual de costos derivados de los

daños por movimientos de ladera en la región afectada y combina la

información probabilística de un mapa de peligrosidad con el análisis de las

posibles consecuencias (daños a la propiedad, víctimas y pérdidas de servicios e

infraestructuras. (Spieker and Gore, 2002).

5. Otros mapas de zonas inestables.

En la literatura internacional se encuentran otras muchas expresiones de

mapas de zonas inestables. Algunas de ellas corresponden a etapas anteriores y

raramente siguen prodigándose como los mapas de riesgos anteriores a los

conceptos de Varnes (1984) del programa ZERMOS francés (Zonas expuestas a

los riesgos de movimientos del subsuelo). Mapas de condiciones de estabilidad

sobre bases geológicas o geomorfológicas se han publicado abundantemente

en numerosos países desde los años 70 y una magnífica revisión con ejemplos

de mapas de la época se encuentra en Varnes (Ob. Cit.).

Criterios metodológicos generales en la elaboración de mapas de zonas

inestables.

Aunque los conceptos de Varnes (1984) son valiosos y definen una

metodología que ya ha dado numerosos resultados, también es cierto que

multiplican las exigencias de datos y análisis para los mapas de peligrosidad, en

los que se requiere un análisis probabilístico temporal y espacial del evento y de

53

los factores activadores como son las lluvias o terremotos desencadenantes, y

para los mapas de riesgos es necesario evaluar la vulnerabilidad de los

elementos en riesgo para el movimiento de ladera concreto, y en el caso de los

mapas, de los movimientos característicos de cada zona del terreno

investigado, incluyendo datos cuantitativos sobre masa, velocidad, presencia de

agua, rigidez, viscosidad o fluidez de la masa, etc.. En el caso de la evaluación

de la vulnerabilidad, en particular, las clasificaciones o caracterizaciones

actuales, son frecuentemente de forma explícita o implícita, cualitativas. Una

revisión de métodos con SIG se encuentra en Chacón (2005), donde se

muestran los siguientes ejemplos.

Zonificaciones basadas, fundamentalmente, en el análisis de relaciones entre

factores geológicos y geomorfológicos y cantidad relativa de movimientos.

En este tipo de mapas, muy extendido, se establecen categorías de factores

geológicos o geomorfológicos del terreno en tablas cualitativas o cuantitativas

que se correlacionan con la distribución del inventario de movimientos

expresado por relaciones entre la densidad de movimientos y agrupaciones de

categorías de los factores. Ejemplos recientes se han desarrollado en países

como USA, China, Japón, Alemania, Austria, Colombia, Jamaica, Inglaterra,

Turquía, Argentina, Perú, España, Italia, Senegal, entre muchos otros,

mostrando una variedad de métodos de análisis, de los cuales se destacan los

siguientes:

1. Mediante tablas de condiciones directas.

Los SIG facilitan extraordinariamente su realización mediante tablas

condicionales con técnicas de superposición y reclasificación para obtener la

leyenda básica de la zonificación, basados en inventarios mediante

interpretación de fotos aéreas, análisis digital de imágenes Spot y Landsat y

trabajos de campo, para detectar la presencia o ausencia de factores de

inestabilidad, usando cartografía detallada de elementos geomorfológicos,

incorporando datos sobre la litología, estructura, depósitos superficiales,

pendientes, usos del terreno, distancia a cauces, trazado de carreteras y

posición de viviendas. Las conclusiones señalan que el empleo de una

54

información geomorfológica detallada mejora considerablemente el mapa de

susceptibilidad y que los mapas de susceptibilidad actuales se obtienen mejor

mediante métodos de conocimiento orientado por expertos tales como la

superposición multi-clases o los métodos de lógica difusa. Las técnicas de

análisis estadístico bivariante, indican los autores, ofrecen una satisfactoria

combinación de la (subjetiva) cartografía profesional directa y la (objetiva)

capacidad de analizar datos de un SIG.

2. Mediante el método de la matriz: análisis de dos o tres factores cruzados

con densidad de movimientos análisis en SIG multi-capa de densidad de

movimientos en mapas de superposición de factores determinantes.

Usando el método de la Matriz se han desarrollado técnicas basabas en dos

o tres factores: formaciones geológicas, pendientes y orientación, y

últimamente se ha propuesto incorporar las condiciones hidrológicas, como

atributos a medir después de un programa combinado de interpretación de

fotografías aéreas y trabajos de campo. A partir del inventario de movimientos

de ladera se confecciona una matriz de datos de los factores. Las superficies

totales ocupadas por los movimientos de ladera se colocan en la celda

correspondiente y se obtienen las cantidades de movimientos de ladera en cada

combinación particular de los factores. Para obtener la clasificación ajustada de

intervalos de susceptibilidad en el procedimiento se calcula el factor de análisis

mediante un ajuste de mínimos cuadrados, agrupando los valores presentes en

cada intervalo. Posteriormente se ha incorporado a las aplicaciones SIG, con

substanciales mejoras particularmente en el número de factores y celdas

empleadas que, gracias a las facilidades del computador para manejar gran

cantidad de datos, han pasado a ser casi ilimitados.

En cuanto a los factores determinantes, del análisis de correlación de un

amplio número y de sus combinaciones, con las densidades de zonas de

ruptura, se deduce que la litología es el principal factor en todos ellos y va

seguido de una reducida gama de factores que varían con cada tipo de

movimiento. Aunque los principales factores activadores son las lluvias y los

terremotos, se ha demostrado la importancia de la estabilidad a largo plazo de

55

las vertientes asociada a cambios en el modelado y la excavación fluvial

inducidos por la tectónica activa.

3. Mediante técnicas estadísticas y análisis multivariante

Para el análisis se consideran variables derivadas y no derivadas del Modelo

Digital del Terreno (MDE) tales como elevaciones, pendiente, geometría

(pendiente sinusoidal, orientación, iluminación, rugosidad, curvatura, curvatura

longitudinal y transversal), área de la cuenca vertiente, dimensiones (longitud

de cuenca, área de depósitos, longitud de depósitos y pendiente media de la

cuenca), usos del terreno, unidades geológicas e inventario (rupturas y

depósitos). Las variables no derivadas del MDE son agrupadas en categorías y

ponderadas según su importancia en el conjunto.

El inventario se centra en movimientos superficiales para obtener

funciones discriminantes, que requiere un número de datos similar en las

distintas series a analizar, se seleccionan al azar celdas con rupturas

exportándolas a paquetes estadísticos para obtener las funciones discriminantes

y el valor obtenido en cada celda se considera como una valoración de la

susceptibilidad.

El tratamiento estadístico implica aplicación del test para comprobar la

distribución normal de las variables, la transformación de las que no mostraron

tal distribución, el análisis factorial mediante componentes principales para

determinar las correlaciones entre variables, la selección de las variables con

mayores niveles de significación mediante análisis de contraste y el análisis

discriminante con las variables independiente.

Los estudios demuestran la rapidez de la adquisición de datos mediante

el análisis del MDE en el computador, en comparación con los días de trabajo

de campo necesarios. En su discusión los autores señalan que la mayor parte

de las variables derivadas del MDE se obtienen en el SIG mediante análisis de

relaciones de vecindad por lo que los valores resultantes promedian valores de

celdas diferentes y el rango de valores obtenidos es menor que los que se

obtienen en la observación directa en el terreno y más cercano a los valores

promedio. Se requieren MDE de gran resolución para obtener atributos

derivados con suficiente precisión. Los métodos empleados resultan

56

especialmente indicados para movimientos de ladera superficiales con

mecanismos de rotura sencillos.

4. Mediante técnicas de análisis de la incertidumbre, lógica difusa (LD),

redes neuronales artificiales (RNA) y fractales.

Este tipo de técnica ha cobrado en los últimos años un extraordinario auge

al ofrecer herramientas y fundamentos científicos para el tratamiento de

poblaciones de datos, factores determinantes y activadores, densidad de

movimientos y depósitos, etc., que se pueden caracterizar según la

incertidumbre del significado. Los datos de base que emplean son similares a

los de otros métodos: valores cuantitativos de factores medibles (pendiente,

espesor, orientación, altura, cohesión, ángulo de fricción, porcentaje de

superficie en zonas de roturas, etc.) o valores de calidades de los factores

(Geología, vegetación arbórea, alteración, etc.)

Concluyen los autores que un incremento en el número de variables no

supone necesariamente un incremento en el ajuste observado entre

porcentajes de movimientos y clases de susceptibilidad. Obtienen buenos

resultados con mapas basados simplemente en un buen modelo digital del

terreno y el inventario. Añaden además una exitosa comprobación de la

capacidad predictiva de los mapas de susceptibilidad.

La teoría de redes neuronales fue desarrollada para la emulación del

proceso de actividad nerviosa en redes biológicas. Después se ha desarrollado

un sistema de tratamiento de datos mediante redes neuronales artificiales

(RNA). Las RNA se organizan en nodos y links (nudos y conexiones) en una

capa de adquisición de datos con un número de nodos de entrada, una capa

oculta con nodos en la que la información se proceso por reglas orientadas

(sistema experto) y una capa de salida con nodos de los que se derivan los

resultados del procesamiento de datos. Entre los nudos hay conexiones (links)

por las que se transmiten los datos procesados o adquiridos en los nudos.

Permiten manejar bases de datos con informaciones de distinta naturaleza

(datos cuantitativos y qualitativos) mediante reglas "si/entonces" (if/then) para

inferir resultados sobre los que continúa el proceso acumulando nuevo

conocimiento a través de las decisiones adoptadas. Los nodos de entrada

57

pueden ser los valores cualitativos o cuantitativos directos o clasificados, por

ejemplo los datos de los factores determinantes y densidades de movimientos

de ladera por tipos. Los nodos de la capa oculta procesan los datos, por

ejemplo mediante reglas de ponderación según importancia de los factores y

los nodos de salida ofrecen los datos para la elaboración del mapa, por ejemplo

índice o número de susceptibilidad.

Ejemplos particulares se muestran en Jiménez-Perálvarez y otros

(2009a y 2009b), quienes construyeron modelos para la detección automática

de deslizamientos, utilizando algunas herramientas disponibles en los softwares

comerciales de SIG, en este caso particular el paquete scripts, disponible para

ser descargado como una herramienta de ArcGIS. El modelo fue diseñado para

detectar automáticamente las áreas con características similares donde han

ocurrido deslizamientos en el pasado, parra ello debe ser alimentado con una

capa inventario de movimientos pasados, georreferenciados ya sea por trabajos

de campo o teledetección y varias capas con las variables que determinan las

condiciones para la ocurrencia de los fenómenos de remoción en masa. Los

autores citados, incorporaron elementos geológicos y topográficos, atendiendo

los argumentos esgrimidos en la literatura internacional reciente, atribuyendo

gran importancia a factores geológicos como la litología y la tectónica, así como

a elementos morfométricos de automática generación en un MDT, como son el

ángulo, orientación, longitud y amplitud de la pendiente, la rugosidad y

curvatura de la vertiente.

Estos modelos pueden ser perfectamente aplicables al área del macizo

Ávila por cuanto existe la información geológica actualizada y también los MDT,

construidos con la información altimétrica de los mapas topográficos. Sin

embargo la principal limitante la constituyen los relativos altos costos de los

software y sus herramientas en módulos separados, lo cual dificulta la

adquisición por instituciones con presupuestos altamente deficitarios como son

las instituciones universitarias en estos momentos.

58

Modelos Digitales del Terreno MDT

De acuerdo con San y Suzen (2005) los Modelos Digitales de Elevación

son una herramienta muy valiosa en estudios ambientales con aplicaciones de

los Sensores Remotos. En tal sentido, actualmente existen sensores con

capacidad para tomar imágenes estereoscópicas, tanto en plataformas

satelitales como aerotransportadas. Los autores antes mencionados reportan

las posibilidades del Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflextion

Radiometer (ASTER), para generar MDE a resoluciones comparables con los

producidos con la información altimétrica de los mapas topográficos a escala

1:25.000, para lograr los niveles óptimos de precisión es necesario realizar

procedimientos de ortocorrección en las imágenes, lo cual se realiza usando

puntos de control terrestre.

Uno de los sensores aerotransportados con mejores aplicaciones para la

generación de MDE de alta resolución lo constituye el Light Detection and

Ranging (LIDAR), tal como lo reporta Shulz (2007) cuando obtuvo precisiones

de 30 cm en la componente vertical, en el mejor de los casos, para modelos

con tamaño de celdas de 1,8 metros en Seattle, Washinton. Además de las

aplicaciones altimétricas de este sensor, destaca su potencialidad en el estudio

de deslizamientos en áreas de espesa cobertura vegetal, por cuanto puede

detectar información geológica y características topográficas y morfológicas

camuflajadas por la vegetación y difícilmente observables en imágenes del

espectro óptico y visible.

Para la identificación de deslizamientos antiguos y recientes usando

LIDAR, Van Den y otros (2007) proponen un a metodología basada en aspectos

topográficos como escarpes principales, pendientes invertidas, convexidad en

la parte inferior de los deslizamientos y alteraciones en los sistemas de drenaje

tales como valles principales de las corrientes ocupados, obtenidos de MDE con

alta resolución interpretados por expertos y vectorizados para luego aplicarles

formulaciones matemáticas que determinan la apreciación de cada experto.

El uso de los DEM para aplicaciones hidrológicas requiere algunas

correcciones adicionales, para lograr datos precisos en la obtención de algunos

parámetros por medio de la corrida de modelos computacionales, atendiendo a

59

esta necesidad Qinke y otros (2007), desarrollaron mejoras en los DEM para

minimizar los errores en los datos de entrada, así como la optimización de los

parámetros algoritmos de cálculos, en algunas cuencas experimentales de

china, para ello usaron datos provenientes de aplicaciones en distintas partes

del mundo, utilizando como principal fuente de información los datos

suministrados por Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), y las correcciones

desarrolladas en el software AUNDEM, especialmente diseñado para cálculos

matemáticos por métodos iterativos en la Universidad Nacional Australiana,

encontrando que las principales diferencias, entre los modelos corregidos por

ANUDEM y aquellos desarrollados sin las correcciones, se corresponden con

ligeros incrementos en el número y dimensiones de los cauces de primer orden

generados por los modelos corregidos, así como un pequeño incremento en la

diferenciación de los valores de pendiente. Obviamente, la aplicación de las

correcciones especificas, planteadas por los autores, mejora estas ligeras

diferencias de manera significativa cuando se trabaja con escalas de mucho

detalle y los datos generados por los modelos requieren niveles de precisión

milimétricas, como es el caso de la construcción de obras de ingeniería de gran

envergadura.

En concordancia con la planteado anteriormente, debe destacarse que

para el desarrollo de los objetivos planteados en este trabajo, no se requieren

esos niveles de precisión por consiguiente las aplicaciones hidrológicas

necesarias se efectúan bajo el programa SEXTANTE, desarrollado por la

Universidad de Extremadura, España y distribuido gratuitamente.

Adicionalmente, en la sesión correspondiente a teledetección se especifican

algunos programas con amplias posibilidades de suministrar información

estereoscópica para la construcción de MDE.

Aplicaciones topográficas e hidrológicas

De acuerdo con Martínez (1999) La topografía tiene una notable

influencia sobre numerosas variables que intervienen en la formación y

dinámica del suelo, en la hidrología, en la vegetación y, en general, en la

dinámica de los ecosistemas, siendo uno de los mayores determinantes de los

60

procesos de erosión y transporte de agua (tanto flujo superficial como

subsuperficial) y de materiales, por tanto mayoría de los modelos que simulan

los procesos de movimiento de agua en el suelo, y los derivados de erosión y

deposición de materiales, incluyen datos relativos al grado, la forma y la

longitud de la pendiente.

La aparición y extensión de los Sistemas de Información Geográfica

(SIG) ha hecho posible y necesario la aplicación de un concepto, concebido ya a

finales de la década de los 1950 (Miller y Laflamme 1958), para modelizar,

analizar y visualizar los fenómenos relacionados con la topografía, o con

variables de distribución continua, de una forma numérica y procesable por

computadores: los Modelos Digitales de Terreno (MDT), los cuales puede

definirse como una representación estadística del terreno, en forma de números

digitales, por medio de un conjunto de puntos con coordenadas x,y,z respecto a

un sistema de georeferenciación conocido.

En líneas generales las características de los modelos digitales de terreno,

según Felicísimo (1994) son las siguientes:

Los datos están codificados en cifras, lo que permite su tratamiento por

medios informáticos.

Los datos están estructurados (una simple lista de alturas no es un

MDT), existe una relación entre la posición geográfica y el valor de la

altura.

Los datos tienen una distribución continua. (De aquí se excluyen las

variables discretas representables por polígonos, líneas o puntos).

Igualmente plantea el autor las posibilidades de análisis a partir de MDT, de la

siguiente manera:

Atributos topográficos primarios: Derivables directamente a partir de los

datos de altura representados en el modelo, tales como pendiente,

orientación, curvatura, cuencas de drenaje, redes de drenaje, área de

drenaje específica, etc.

61

Atributos topográficos secundarios o compuestos (implican

combinaciones de los atributos topográficos primarios):

Para los efectos de este trabajo se determinaron los siguientes atributos:

Pendiente del terreno

La pendiente representa el grado de cambio de la elevación del terreno en

relación a la distancia. Esto es la primera derivada de la altitud en el espacio, y

se calcula automáticamente según algoritmos prediseñados en los satfware.

Los resultados tanto pueden ser obtenidos en % como en grados. Una vez

calculada la pendiente del terreno para cada celda del MDT, los valores pueden

ser reclasificacos según intervalos de clase a criterio del usuario según la

finalidad del mapa de pendientes.

Orientación del terreno

La orientación del terreno es el ángulo medido en la dirección horaria desde

el norte (acimut) donde se produce la máxima pendiente. Calculada a partir del

MDT es la dirección donde se produce el máximo grado de cambio en la altitud

en cada celda con respecto a sus 8 vecinos.

Los valores obtenidos en el mapa de orientaciones resultante pueden ser

reclasificados según intervalos de clase a criterio del usuario según la finalidad

del mapa.

Las superficies llanas, con valor de orientación 0, se clasifican normalmente

dentro de la clase sur.

Curvatura del terreno

Para los efectos del estudio de deslizamientos, es sumamente importante

considerar las curvaturas del terreno, por cuanto la curvatura vertical estima el

grado de concavidad o convexidad del terreno en la dirección de la máxima

pendiente. Refleja así la aceleración local del agua en ese punto. Valores

mayores de cero indican zonas convexas de aceleración local del flujo y valores

negativos indican concavidades que frenan el flujo facilitando la infiltración. La

curvatura horizontal, por otro lado, es el grado de concavidad o convexidad en

la dirección perpendicular a la de máxima pendiente por lo que detecta las

concavidades (valores negativos) o convexidades (valores positivos) locales de

62

convergencia o divergencia del flujo. Con estas dos variables incluimos en

nuestro modelo una manera de evaluar la cantidad de movimiento (curvatura

vertical) y la concentración de masa (curvatura horizontal) locales. Estas

curvaturas son automáticamente calculadas por varios programas, donde

SEXANTE representa nuestra posibilidad por ser un software libre disponible

gratuitamente en la red.

Algunas capas obtenidas con SEXTANTE tienen relación con la segunda

derivada, y su significado no es tan obvio. Implican algunas ideas matemáticas

complejas y pueden interpretarse de formas distintas. La segunda derivada de

una función puede utilizarse para saber si dicha función tiene una forma

cóncava o convexa en un punto dado. Cuando se trabaja con una superficie

como es el caso de las cuencas de drenaje del estado Vargas, esta segunda

derivada puede calcularse en cualquier dirección, arrojando resultados distintos.

Las dos direcciones más importantes son la de la máxima pendiente y la

perpendicular a ésta. Los valores obtenidos para la segunda derivada en estas

direcciones son, respectivamente, la curvatura vertical y horizontal.

La concavidad y la convexidad se asocian a la acumulación de flujo y a la

dispersión del mismo respectivamente, por lo que combinando ambas capas de

curvatura se puede tener una idea básica de cómo se comporta el flujo sobre

las distintas celdas. Estos valores pueden emplearse para extraer algunas

conclusiones sencillas acerca de los patrones de erosión predominantes y otros

procesos físicos similares.

La curvatura es una variable topográfica que representa el grado de

cambio de la pendiente en el espacio, las dos direcciones en las que la

curvatura del terreno tiene una significancia en aplicaciones geomorfológicas o

hidrológicas son: a) la dirección de la máxima pendiente (perfil de curvatura), y

b) la dirección perpendicular a la máxima pendiente (plano de curvatura)

La curvatura en perfil es la curvatura de la superficie del terreno en la

dirección de la pendiente. Mide el grado de cambio de la pendiente que afecta

a la aceleración o deceleración del flujo del agua, e influencia la erosión y

deposición de las partículas del suelo. Las áreas con un perfil convexo indicarán

63

mayor potencial para la erosión, y áreas con perfil cóncavo indicarán mayor

potencial para la deposición.

La curvatura en planta es la curvatura en la dirección perpendicular a la

pendiente. Mide la divergencia o convergencia del flujo del agua, y por tanto de

la concentración de agua en el paisaje. Representa la curvatura de las curvas

de nivel de un mapa topográfico.

Dirección y acumulación del flujo

Los MDT raster contienen suficiente información para derivar diversas

características del terreno como las cuencas y áreas de drenaje, y también las

redes de drenaje, de aplicación en el manejo de los recursos hídricos,

planificación hidrológica a nivel de cuenca y erosión.

Una de las claves para derivar esta información es la habilidad para determinar

la dirección del flujo en cada celda del MDT. Se considera que la dirección que

toma el flujo de agua en una superficie es, para cada celda, aquella en la que

se produce la máxima pendiente descendente en cada entorno de 3 x 3 celdas.

El resultado final será una matriz de direcciones o ángulos respecto al

norte, similar a un mapa de orientaciones, que apuntará en cada celda a la

vecina en la cual se produce la máxima pendiente.

La matriz de dirección de flujo se emplea para crear otra matriz que contiene,

para cada celda, el número de celdas vecinas, aguas arriba, que fluyen a ella y

con esto puede calcularse el flujo acumulado en cada celda.

Área aportante (Flujo acumulado)

Las utilidades de la matriz de flujo acumulado son diversas:

- Celdas con un valor alto de flujo acumulado son áreas de concentración de

flujo y pueden ser usadas para identificar líneas de drenaje.

- Celdas con un valor nulo o muy bajo de flujo acumulado pueden ser usadas

para identificar divisorias.

- Esta función puede ser utilizada también para estimar la cantidad de flujo de

agua que realmente fluye en cada celda después de una tormenta teniendo en

cuenta, además de la matriz de dirección de flujo, otra matriz que represente

para cada celda el balance de precipitación e infiltración en dicha celda.

64

- La matriz de acumulación de flujo también es la base del cálculo del área de

drenaje específica, de aplicación en modelos de erosión y en el cálculo de

índices topográficos compuestos relacionados con el movimiento y

concentración de agua en el terreno.

Obtención de atributos topográficos secundarios o compuestos

Existen diferentes atributos topográficos compuestos con base física que

son de particular interés en aplicaciones en modelización hidrológica, para la

predicción espacial de las propiedades del suelo y predicción de la erosión.

Estos atributos son (Moore y Burch, 1986; Moore y otros, 1988; Moore y otros,

1993):

Índice de humedad (Wetness index)

Índice de la potencia del flujo (Stream power index)

Índice de la capacidad de transporte de sedimentos (Sediment transport

capacity index)

La distribución espacial de la humedad superficial del suelo se ha

determinado tradicionalmente mediante técnicas de interpolación o mediante

métodos geoestadísticos a partir de valores de humedad medidos

puntualmente. Los valores interpolados son casi siempre función exclusiva de

los valores vecinos conocidos. Investigaciones novedosas consideran que el

contenido de humedad del suelo es en gran medida explicado por factores

topográficos locales tal como lo expresa el índice topográfico ln(a/tanb) (Beven

y Kirkby, 1979). A pesar de la abundante literatura generada, los procesos de

distribución del agua en el suelo y los métodos para predecir el contenido de

humedad edáfica siguen estando abiertos al estudio debido a la gran

variabilidad espacial y temporal de este parámetro y a la cantidad de factores

que lo determinan y que se influencian mutuamente. (Maneta y Schnabel,

2003)

El problema planteado en este estudio se ha abordado en términos

equiparables a los de cantidad de masa y cantidad de movimiento (momentum)

del agua. Las zonas tendentes a acumular mayor cantidad de agua con menor

energía serán zonas con mayor probabilidad de tener altos contenidos de

65

humedad. Similarmente, las zonas donde el agua diverge y el terreno le

imprime aceleración serán zonas con menor probabilidad de acumular

humedad.

Para el Cálculo del índice topográfico de humedad se aplican modelos

hidrológicos que según Abarca y Bernabé (2008a) son representaciones

matemáticas simplificadas del sistema hidrológico real que tienen como objeto

estudiar el comportamiento del sistema y predecir sus salidas mediante un

conjunto de ecuaciones que conectan las variables hidrológicas de entrada y

salida. Se han desarrollado para suplir la falta de datos acerca de la cantidad,

calidad o distribución en el tiempo del flujo de agua en cuencas o sectores de

cuencas hidrográficas y para obtener un nivel de comprensión de los procesos

hidrológicos inherentes, que permita pronosticar hidrogramas de salida a partir

de datos climáticos (precipitación, evaporación) y de diferentes parámetros

físicos de la cuenca (topografía, suelos, vegetación).

Existe una gran diversidad de modelos que se pueden agrupar en

diferentes categorías y sistemas de clasificación, pero para los fines de este

estudio solo atañen los modelos paramétricos, también llamados

determinísticos, de tipo distribuido (que consideran la variabilidad espacial de

los parámetros distribuyéndola en una malla raster), como el TOPMODEL

(Beven y Kirkby, 1997a), implementado por SEXTANTE, para determinar

variables morfometricas e hidrológicas donde destaca el Índice Topográfico de

Humedad, usado en este trabajo como una de las variables que influyen en la

generación de deslizamientos en la vertiente norte del Macizó Ávila.

El Sistema Extremeño de Análisis Territorial (SEXTANTE) es un Sistema

de Información Geográfica (SIG) desarrollado para la Junta de la Comunidad

Autónoma de Extremadura, España, por la Universidad de Extremadura, a

través de la carrera de Ingeniería Forestal. Sus capacidades de proceso

trabajan mayoritariamente en formato raster, aunque también lo hace en

formato vectorial y cuenta para ello con un importante número de módulos

para el procesamiento en este formato. Es una aplicación informática libre y se

distribuye bajo licencia GPL. Tiene más de 200 módulos programados y su

código fuente se distribuye libremente (http://www.sextantegis.com./). Se

66

pueden crear nuevos módulos con aplicaciones no contempladas por la

distribución original, modificar las existentes o incluso modificar el núcleo

central del programa (Olaya, 2006).

SEXTANTE se basa en el software SAGA (System for Automated

Geographical Analisis) creado en la Universidad de Goettingen, Alemania, y

también con distribución libre:

(http://www.saga-gis.uni-goettingen.de/html/index.php?newlang=spa).

Actualmente SEXTANTE, en su versión 2.0, se encuentra en proceso de

integración al sistema gvSIG (Sistema de Información Geográfica de la

Generalitat Valenciana).

El sistema gvSIG es una herramienta orientada al manejo de información

geográfica desarrollado por la Conserjería de Infraestructura y Transporte de la

Generalitat Valenciana, Valencia, España. Es un software libre capaz de

procesar datos en formato raster y vector, así como integrar datos tanto locales

como remotos a través de un origen WMS, WCS o WFS

(http://www.gvsig.gva.es/index.php?id=que-es-gvsig&L=0). Puig, y otros

(2007) hicieron un análisis comparativo entre los SIG libres Jump, Kosmo,

SAGA, SEXTANTE, gvSIG, uDIG y Quantum GIS, considerando los formatos de

entrada y salida de datos, georeferenciación, opciones de visualización,

simbolización vectorial, manejo de datos raster, edición de tablas, consultas

simples, herramientas de análisis vectorial, opciones de presentación de

resultados y el diseño de salidas. De acuerdo a este análisis gvSIG es uno de

los sistemas más completos, con algunos tipos de operaciones no apoyados,

como el análisis raster avanzado que realiza SEXTANTE.

El tipo de licenciamiento de SEXTANTE, la proyección y soporte que alcanza en

su integración con gvSIG, el idioma y su interfase amigable, son las razones

básicas para la selección de este software como herramienta de análisis. Así

mismo gvSIG aporta interoperabilidad y soporte a datos remotos con variadas

opciones de conectividad, por lo que ambos sistemas constituyen herramientas

básicas para el desarrollo de una Infraestructura de Datos Espaciales (IDE)

orientada a la gestión de tierras o recursos naturales, como la propuesta para

Venezuela (Abarca y Bernabé, 2008b).

67

Modelo TOPMODEL

El módulo de simulación hidrológica de SEXTANTE es una adaptación del

modelo TOPMODEL (Beven y Kirkby, 1997). Este modelo calcula la evolución de

la zona saturada, como fuente de escorrentía, en base a la topografía de la

cuenca y la transmisividad del suelo, para lo cual calcula un índice topográfico o

índice de humedad. Este índice esta relacionado con la humedad del suelo y

refleja la tendencia del suelo a generar escorrentía, ya que las áreas con mayor

valor del índice, como producto de su configuración topográfica y edáfica, son

mas proclives a saturarse.

Valores altos del índice de humedad indican potencial para la

acumulación de agua en el suelo, y coincide con aquellas zonas de baja

pendiente y con un valor de área de drenaje específica alto. Valores bajos del

índice de humedad indican bajo potencial topográfico para la acumulación de

agua en el suelo, ya sea por tratarse de un área con una cuenca de captación

pequeña o por un alto valor de pendiente, indicador de suelos bien drenados.

Teledetección

La Teledetección, entendida como la técnica que permite obtener

información sobre un objeto, superficie o fenómeno a través del análisis de los

datos adquiridos por un instrumento que no está en contacto con él, combina

técnicas tradicionales como, correcciones radiométricas y geométricas y

ortocorrección, para eliminar o minimizar algunos errores relacionados con las

condiciones intrínsecas de la imagen, con técnicas más específicas para la

obtención de información como es el caso de la fusión de imágenes,

segmentación textural, realce textural y espectral, simulación tridimensional y la

clasificación supervisada por máxima verosimilitud. (Chuvieco, 1996)

Tratamiento digital de imágenes

Se desarrollan, en este punto, técnicas de tratamiento tradicionales de

general aplicación en cualquier trabajo que requiera el uso de productos de

68

sensores remotos con un cierto nivel de precisión, así se destacan las

siguientes:

Correcciónes radiométricas

Debido a que el satélite con el sensor se encuentra situado a una altura

de unos 705 Km, la respuesta radiométrica que le llega desde la superficie se

modifica a consecuencia de su paso por la atmósfera. Uno de los efectos más

importantes de la atmósfera en las radiaciones visibles e infrarrojas próximas es

debido a la dispersión producida por las moléculas de los gases (dispersión de

Rayleigh). Ésta es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud

de onda, por lo que afecta mucho más a las longitudes cortas que a las

longitudes más largas (infrarrojo medio). Otros efectos de dispersión

atmosférica pueden ser debidos a la presencia de partículas de

aproximadamente el mismo tamaño que las longitudes de onda (aerosoles),

pero son más esporádicos y suelen presentarse únicamente en días de

atmósferas poco nítidas.

Para aproximar la respuesta recibida por el sensor a la real del objeto

observado en la superficie terrestre, se suelen aplicar métodos que tiendan a

eliminar la dispersión por sustracción, ya que ésta produce un efecto

puramente aditivo a la radiación que procede directamente del objeto

observado. Uno de estos métodos es el conocido como Histogram Minimum

Method. Este método se limita a substraer en cada banda el valor mínimo

observado, ya que se supone que en una escena siempre pueden existir

algunos pixeles en sombra total, que en ausencia de atmósfera no recibirían ni

deberían reflejar ninguna energía de procedencia solar.

Chávez (1989a y 1989b) propuso una mejora de este método basado en

la suposición que el agua debe absorber totalmente las radiaciones infrarrojas

medias y por lo tanto la energía reflejada por las superficies de agua es en su

mayor parte debida a la dispersión atmosférica. A partir del valor de dispersión

encontrado para el infrarrojo medio puede calcularse el valor teórico de

dispersión para el resto de las longitudes de onda, sobre todo para el efecto

Rayleigh.

69

Correcciones geométricas

Las correcciones geométricas en la imagen se hacen con el propósito de

orientar la posición de los píxeles a un sistema de referencia. El proceso

comprende tres pasos:

1. La localización de puntos de control (GCP) que relacionan los valores de

coordenadas a un sistema de referencia.

2. La transformación de las coordenadas de la imagen a algún tipo de

coordenada cartográfica, para lo cual se utiliza un modelo de transformación de

las coordenadas de la imagen al sistema de referencia.

3. El remuestreo o reubicación de los píxeles a una nueva posición y asignación

del nuevo valor de ND de acuerdo al método de asignación seleccionado

(vecino más cercano, bilineal, cúbico).

Ortocorrección

Como es sabido, el motivo que justifica la ortorrección es que la

elevación de un punto del terreno provoca un desplazamiento aparente de

dicho punto en la imagen. De acuerdo con Cuartero y Felicísimo (2003),

Compton y otros (2004) el mencionado desplazamiento depende de parámetros

como la localización y orientación de la imagen, de la propia elevación del

punto en el terreno y otros específicos del tipo de sensor.

En la actualidad la mayoría de software de tratamiento digital de

imágenes de satélite, disponen de aplicaciones que realizan el proceso de

ortocorrección en forma semiautomática. Sin embargo, tienen la necesidad de

disponer de un modelo digital de elevaciones (MDE) de la zona cubierta por la

imagen. Una opción posible es la construcción del MDE de la zona a partir de

imágenes estereoscópicas si el sensor utilizado lo permite. En este caso se

garantiza un ajuste perfecto entre las imágenes y el MDE aunque sería

necesario disponer de una aplicación informática fotogramétrica. La otra opción

es conseguir el MDE de fuentes externas para luego utilizarlo en la

70

ortorrectificación. Para el área de interés en este caso particular, tramo central

de la cordillera de la costa se propone construir los modelos con la información

altimétrica de los mapas topográficos para el caso de escalas grandes, mientras

que para escalas medianas se puede usar los datos de la Misión de Radar

Topográfico, (SRMT, por sus siglas en ingles), transportada por el

Transbordador Espacial Endeavour en febrero del año 2000, usando una

tecnología conocida como radar generador de imágenes. El radar generador de

imágenes hace rebotar una señal de radar en un lugar de la tierra, y luego

mide cuánto tarda la señal en regresar y su potencia. A partir de esta

información, se pueden hacer imágenes muy precisas de la superficie, sus

protuberancias (como montañas, colinas y valles), sus texturas (como bosques,

lagos y ciudades), y sus rasgos cambiantes (como volcanes, inundaciones y

terremotos). Y el radar generador de imágenes puede ver todo esto tanto de

día como de noche, y con el cielo nublado o despejado.

Según la NASA (2006) la Misión de Radar Topográfico del Transbordador

Espacial utiliza la interferometría al hacer volar dos antenas de radar distintas

situadas a 60 m (200 pies) la una de la otra, soportadas por un mástil,

convirtiéndose en la estructura "plegable" más grande que haya viajado al

espacio.

Las "imágenes" recibidas por las dos antenas se combinan con mucho

cuidado para que den información precisa sobre la altura del terreno, en otras

palabras permiten obtener una imagen tridimensional. Así se obtienen Modelos

digitales de elevación MDE con resolución de 3 arcos segundos / 90 metros.

Siendo la opción más económica de los MDE con este nivel de precisión y

detalle, sin embargo existen brechas ó agujeros de información inexistente

(especialmente en áreas con alto relieve). Adicionalmente, áreas de la Tierra

superiores a 60° latitud norte e inferiores a 56° latitud sur, no fueron

cartografiados.

Adicionalmente, para obtener productos con un alto grado de precisión

altimétrica debe disponerse de información Geoidal. Según Hoyer y otros

(2004) en la actualidad, en todos los países del mundo los modelos geoidales

71

permiten corregir las alturas elipsoidales derivadas de mediciones satelitales

para ser transformadas en alturas ortométricas, lo cual convierte al geoide en

una necesidad práctica para una gran cantidad de usuarios. En tal sentido en el

Laboratorio de Geodesia Física y Satelital de la Universidad del Zulia, se calculo

el Modelo Geoidal Combinado para Venezuela 2004 (MGCV04), resultando de la

combinación del modelo geopotencial EGM96 (Earth Geopotential Model, 1996),

diferentes modelos digitales de elevación, diversas fuentes de data gravimétrica

(terrestre y marina) y mediciones satelitales GPS sobre puntos de la red de

nivelación. Posteriormente, dada la necesidad de poner a disposición del

público vinculado a las geociencias el modelo MGCV04, se desarrolló el software

GEOIDVEN V.1.4 que permite manejar de una forma rápida y sencilla esta

información. GEOIDVEN V.1.4 es un software que permite determinar alturas

geoidales para cualquier punto dentro del área que cubre el MGCV04.

Adicionalmente calcula la altura ortométrica si se conoce la altura elipsoidal. El

software aplica un algoritmo de interpolación bilineal, usando como data base

el modelo MGCV04.

Como puede entenderse el método de cálculo para la ortocorrección se

basa, en este caso, en la reconstrucción de la geometría de la toma a partir de

las coordenadas de los puntos de apoyo en el espacio imagen y espacio de

proyección. Los trabajos que utilizan este método son menos numerosos y

puede observarse que los autores o la temática suelen estar relacionados con la

fotogrametría (Vassilopoulou y otros, 2002).

Fusión de Imágenes

La fusión de Imágenes pancromáticas y multiespectrales del mismo

sensor (SPOT) así como de diferentes sensores (Lansat ETM+ y SPOT), por el

método de intensidad-brillo-saturación (IHS, por sus siglas en ingles), una de

las principales características de la transformación IHS es realizar fusión de

imágenes por la combinación de sus características espectarles y espaciales,

generando una nueva imagen hibrida con las mejores características de las

imágenes originales, pudiendo inclusive fusionar imágenes de diferentes

sensores, cuyo objetivo es obtener una imagen fusionada con la resolución

72

espacial de la imagen pancromática, conservando las características espectrales

de la imagen multiespectral fuente.

Los mayoría de los software para el Procesamiento Digital de Imágenes,

disponen de herramientas para la fusión de imágenes a través de la técnica

IHS, donde de acuerdo con Sampaio (2006), se descompone una composición

coloreada RGB (Red- Green-Blue), en las componentes brillo (Hue), saturación

(Saturation) e intensidad (Intensity). De modo que, el brillo está asociado al

tamaño de la onda media o dominante de la energía reflejada o emitida por un

cuerpo, el componente de saturación se refiere a la pureza o a la cantidad de

luz blanca mezclada en el brillo. Así, tanto el brillo coma la saturación

suministran información acerca de los colores de un cuerpo, estando

íntimamente relacionados a la percepción humana de colores. La componente

intensidad representa el brillo total de un cuerpo, siendo que su variación en

una escena suministra información sobre la morfología de la superficie.

Para la zonificación de amenaza por deslizamientos, en ambas vertientes

de la cordillera de la costa y otros sistemas montañosos del país, se propone la

fusión de la imagen multiesctral de SPOT a 10 m de resolución con la imagen

pancromática del mismo sensor a 2,5 m de resolución, así como la

pancromática SPOT con la multiespectral LANSAT TM + de 30 m de resolución,

para obtener en ambos casos imágenes multiespectrales de 2,5 m de

resolución.

Si bien es cierto que en la actualidad existen satélites como QUICKBIRD

e IKONOS, que proporcionan este tipo de imágenes, sus costes son altos y no

siempre están disponibles para usuarios comunes o instituciones con

presupuestos altamente restringidos como es el caso de la UPEL, por lo tanto es

necesario optar por productos de bajo costo o acceso gratuito, suministradas

por organismos gubernamentales y según Aguilar y otros (2009) el Laboratorio

de Procesamiento Avanzado de Imágenes de Satélites (LPAIS), creado en el

marco de la apertura y entrada en funcionamiento del Centro Venezolano de

Percepción Remota (CVPR), que el Instituto Geográfico de Venezuela Simón

Bolívar (IGVSB) adelanta con la cooperación del Ministerio del Poder Popular

para la Ciencia y Tecnología (MCT), a través del Instituto de Ingeniería (FII),

73

con la adquisición del Terminal de Recepción de los satélites Spot (TS-5) y la

Telemetría asociada. Esta disponibilidad faculta al Laboratorio para suministrar,

en forma gratuita, imágenes y productos con valor agregado, a los organismos

del Estado Venezolano, lo cual permite a estos reforzar su capacidad de

gestión, así como también solventar su debilidad en la carencia de información

actualizada y precisa sobre nuestros espacios geográficos, proveyendo la

capacidad de recibir, de forma continua, las imágenes capturadas por los

satélites de observación terrestre SPOT.

Por otra parte los productos LANDSAT se consiguen libremente en el

Global Land Cover Facility (GLCF, 2006). (www.landcover.org), con lo cual se

logra disponer de información para efectuar la fusión y generar imágenes de

alta resolución, tanto espacial como espectral, a costes relativamente

accesibles.

De acuerdo con Hervas (2006), la posibilidad de algunos sensores de

tomar imágenes con capacidad de observación estereoscópica, combinada con

técnicas de correlación, facilita el reconocimiento de deslizamientos; sin

embargo las diferencias cronológicas y orbitales de las tomas puede dificultar el

trabajo, haciendo necesaria la utilización de procedimientos más avanzados.

Dentro de las técnicas no estereoscópicas desarrolladas con mucho éxito en

otras partes del mundo, con características geomorfológicas similares a las de

la Cordillera de la Costa y la Cordillera Andina en el Territorio Venezolano,

donde se requiere la implementación de Tecnologías de la Información

Geográfica para la evaluación de la susceptibilidad a la ocurrencia de

fenómenos de remoción en masa, pueden destacarse las siguientes:

Segmantación textural

Realce textural y espectral

Simulación tridimensional

Segmentación textural

La segmentación de imágenes consiste en dividirlas en zonas o regiones

con atributo similar. Un atributo de gran utilidad para el reconocimiento y

cartografía de deslizamientos es la textura, que representa la distribución

74

espacial de los valores de intensidad de los pixels dentro de cada banda de la

imagen. En zonas con laderas inestables, la textura de la imagen responde

frecuentemente a ciertas formas del terreno o a patrones de discontinuidad de

la cubierta vegetal, producidos por deslizamientos de diversa tipología.

Con el fin de detectar en las imágenes zonas con laderas onduladas originadas

por flujos de tierra o barro o por deslizamientos de tipo rotacional (simples o

múltiples), se ha desarrollado un método de segmentación textural supervisado

(Hervás y Rosin, 1996), basado en el espectro textural de la imagen. El método

conlleva en primer lugar la selección de una zona patrón en la imagen

("subimagen") que incluye, al menos, un área de entrenamiento

correspondiente a un deslizamiento característico de la zona, previamente

identificado. A continuación se extrae el espectro textural de dicha zona,

denominado de referencia, y el de una ventana de la imagen que se desliza a

través de toda ella. Se calcula entonces la distancia de correspondencia (la

semejanza) entre ambos espectros para cada pixel de la imagen. Los valores

resultantes, posteriormente normalizados de 0 a 255 en la escala de gris,

componen una imagen que se puede dividir en intervalos que representan el

grado de probabilidad de pertenencia genérica al tipo de deslizamiento de

referencia.

Éste método puede ser aplicado en las áreas de interés, antes señaladas

para el territorio venezolano, en función a la disponibilidad de imágenes

pancromáticas y multiespectrales de alta resolución como las proporcionadas

por los satélites SPOT e IKONOS, de fechas inmediatamente posteriores a

eventos generadores de deslizamientos generalizados como en diciembre de

1999, febrero 2005 y más recientemente octubre de 2008.

Los resultados obtenidos en otros países, indican que, en general, a mayor

resolución espacial de la imagen, mejor discriminación de las zonas con

deslizamientos, si bien a costa de generar mayor ruido. Cabe resaltar también

que la información contenida en las imágenes multiespectrales varía según la

banda.

75

Realce textural y espectral

El realce textural de la imagen, empleando principalmente filtros

laplacianos isotrópicos, es de gran utilidad para resaltar estructuras lineales

(rectilíneas o curvilíneas) y, por lo tanto, escarpes y bordes de deslizamientos.

Otra de las propiedades de la imagen más utilizada para el reconocimiento de

deslizamientos es el contraste espectral que existe en muchos casos entre la

superficie de un deslizamiento y las zonas adyacentes, a causa del afloramiento

de materiales más frescos, o a la pérdida de la cubierta vegetal, o a la

superposición de materiales o formaciones con diferentes características

espectrales. En este caso, si se dispone de imágenes multiespectrales, conviene

aplicar técnicas de realce espectral. La técnica de realce de correlación de las

bandas, seleccionadas en función de la varianza a través de procedimientos

estadísticos, es especialmente útil para localizar antiguos deslizamientos

complejos, enmascarados por procesos erosivos e intensa meteorización. Dicha

técnica aumenta la saturación de los colores de la imagen y consiguientemente

su diferenciación, conservando a la vez el sombreado del relieve. Este proceso,

unido a la aplicación de filtros laplacianos, ha permitido identificar masas

calcáreas de dimensiones variables, inmersas en materiales arcillosos por

deslizamiento, y delinear parcialmente los bordes superficiales de los cuerpos

deslizados. (Gond y otros, 2004).

En imágenes multiespectrales de alta resolución espacial se pueden

extraer índices de vegetación, suelo y humedad para ayudar a identificar el

grado de actividad de deslizamientos. En imágenes ópticas, tanto

multiespectrales como pancromáticas, es aconsejable utilizar en este caso

técnicas de detección de cambios superficiales del terreno a partir de imágenes

multitemporales, no obstante, una simple imagen de diferencia de dos fechas

(previamente registradas geométricamente entre sí), acompañada por un realce

de bordes, puede permitir también la identificación de flujos de barro y de

detritos ocurridos durante el período transcurrido entre ambas fechas, puestos

de manifiesto por el aumento de los valores de intensidad de pixel. Estos

reflejan normalmente nuevos afloramientos de roca o suelo más frescos,

76

consiguientemente con mayor albedo que los materiales originalmente

aflorantes, sobre todo, que la vegetación original.

Simulación tridimensional de imágenes

Se han identificado también deslizamientos de ladera mediante la

simulación tridimensional en color, de imágenes de satélite multiespectrales,

superpuestas a modelos de elevación del terreno (MDE) de alta resolución,

usando un método basado en el análisis de componentes principales. De este

modo se crean imágenes tridimensionales en color, abarcando el espectro

visible e infrarrojo próximo y de onda corta, las cuales se pueden visualizar

interactivamente en pantalla de ordenador desde cualquier punto de vista

virtual, simulando además la dirección de iluminación solar (en acimut y

elevación) más adecuada para resaltar las formas del relieve. Ello ha permitido

delinear escarpes y bordes de grandes deslizamientos de diverso tipo

(principalmente rotacionales-traslacionales en rocas, deslizamientos de

derrubios y flujos de detritos) en materiales volcánicos, contribuyendo además

a diferenciar fases sucesivas de reactivación de deslizamientos (Hervás y

Barredo, 2001). Las imágenes tridimensionales se pueden componer asimismo

en secuencias animadas utilizando software comercial, simulando así vuelos que

ilustran las características geomorfológicas y la cobertura del suelo de amplias

zonas inestables.

La factibilidad de aplicar estas técnicas en el tramo central de la

cordillera de la costa esta en relación directa a la posibilidad de generar MDE de

alta resolución, y en este caso particular se dispone de información altimétrica a

escalas grandes como son los mapas topográficos a escalas 1:25.000, 1:5.000 y

1:1000, es importante destacar que la mayoría de estos mapas existen en

formato analógico, por consiguiente es necesario su vectorización para

convertirlos al formato digital.

77

Tratamiento digital por técnicas específicas.

Para cumplir con el tema desarrollado como es la aplicación de la

teledetección para la elaboración de mapas de susceptibilidad por fenómenos

de remoción en masa, se propone el uso de los siguientes procedimientos:

Clasificación supervisa

La clasificación supervisada se basa en la disponibilidad de áreas de

entrenamiento. Se trata de áreas de las que se conoce a priori la clase a la que

pertenecen y que servirán para generar una signatura espectral característica

de cada una de las clases. Se crean las signaturas espectrales con varios pixels

de una misma clase, obteniendo una distribución de reflectividades para cada

banda con una serie de estadísticos, donde los más relevantes para el análisis

posterior son la media, desviación típica, valores máximos y mínimos.

Para el caso específico de la clasificación por máxima verosimilitud,

puesto que se tiene la media y la desviación típica de cada una de las clases, se

puede utilizar algún modelo de distribución de probabilidad. El clasificador de

máxima verosimilitud (o máxima probabilidad) asume que los datos siguen una

función de distribución normal para asignar la probabilidad de que un pixel

cualquiera pertenezca a cada una de las clases. El pixel se asigna de este modo

a la clase a la que es más probable que pertenezca. Este método puede usarse

de forma automática, o puede establecerse algún criterio que permita asignar

pixels a una clase sólo si la probabilidad correspondiente es superior a

determinado umbral. Permite por otro lado definir algún tipo de criterio para

medir la calidad de la asignación, por ejemplo la diferencia entre la máxima

probabilidad y la siguiente.

Atendiendo los planteamientos anteriores, se han desarrollado trabajos

donde la teledetección aplicada a estudios medioambientales ha demostrado

ser de gran utilidad para identificar, cartografiar y analizar la dinámica espacial

y temporal de los ecosistemas. En el caso particular de los disturbios naturales

como incendios y deslizamientos de ladera, la teledetección ayudará a evaluar

78

su impacto a escala temporal y espacial amplias. Así Paolini y otros (2002),

usando imágenes Landsat TM de los años 1986 y 2001 detectaron

deslizamientos de ladera ocurridos en los bosques subtropicales del noroeste de

Argentina, y evaluaron su impacto sobre las comunidades naturales. Mediante

clasificaciones supervisadas diferenciaron los deslizamientos de ladera del resto

de las unidades del terreno, con una excelente precisión.

Clasificación por redes neuronales

Se basan en el uso de redes neuronales artificiales que, se supone,

imitan a las redes neuronales reales en el desarrollo de tareas de aprendizaje.

Según Chang y Chao (2006); Gómez y Kavzoglu (2005) una neurona artificial es

un objeto lógico (se trata de software no de hardware) que recibe diversas

entradas, hace una suma ponderada de las mismas y produce una salida a

partir de la aplicación de una función umbral a la media ponderada.

Si se conectan las salidas de unas neuronas como entradas de otras se

obtiene una red neuronal. Uno de los ejemplos más típicos de red neuronal es

el la Back Propagation Neural Network que consta de una capa de entrada con

tantas neuronas como variables de entrada se vayan a introducir en el modelo

(en el caso de la teledetección sería una por cada banda utilizada para

clasificar), una capa oculta que realiza la mayor parte del cálculo y una capa de

salida con tantas neuronas como posibles clases existan. En teledetección esta

salida suele consistir en un valor numérico entre 0 y 1 para cada clase, cuanto

mayor sea este valor más verosimil resulta que el pixel pertenezca a la clase en

cuestión Para trabajar con una red neuronal existen varias fases:

1. Entrenamiento. Se le introducen a la red la respuesta espectral de pixeles

cuya clase se conoce y se compara la salida con la realidad. A partir de esta

comparación se modifican los coeficientes de ponderación de todas las

neuronas para que se obtenga la respuesta adecuada (se trata de un

procedimiento automático) es decir un 1 en la clase correcta y ceros en las

incorrectas.

79

2. Estabilización. Al principio del entrenamiento, los factores de ponderación

cambian muy deprisa, pero conforme este se desarrolla (y si las áreas de

entrenamiento se han seleccionado correctamente) se estabilizan (no se

modifican aunque se vuelvan a introducir los pixeles de entrenamiento). En este

momento finaliza la fase de entrenamiento.

3. Clasificación. Se introducen las respuestas espectrales de los pixeles cuya

clase no se conoce y se adjudican a la clase que de una respuesta más alta

(que no va a ser necesariamente 1).

Se trata en definitiva de un método de clasificación no paramétrico

robusto que da buenos resultados cuando las respuestas espectrales de las

clases no siguen una distribución normal. La clave está en el conjunto de

coeficientes de ponderación que constituyen un conjunto de parámetros que

deben ajustarse a unos datos de entrada y salida. Por tanto en cierto modo es

equivalente a una regresión.

Índice normalizado de diferencia de vegetación (INDV)

El cálculo de índices de vegetación es una técnica de uso habitual en

teledetección y es comúnmente utilizada para mejorar la discriminación entre

dos cubiertas que presenten un comportamiento reflectivo muy distinto en dos

o más bandas, por ejemplo para realzar suelos y vegetación en el visible e

infrarrojo cercano, y para reducir el efecto del relieve (pendiente y orientación)

en la caracterización espectral de distintas cubiertas (Chuvieco, 1996).

El empleo de cocientes o índices para identificar masas vegetales, tiene

su base en el particular comportamiento radiométrico de la vegetación. Una

masa vegetal en óptimas condiciones, es decir en buen estado sanitario, posee

una firma espectral que se caracteriza por un claro contraste entre las bandas

visibles, y en especial la banda que corresponde al rojo (0.6 a 0.7 nm.) y el

infrarrojo cercano (0.7 a 1.1 nm). Esto se da debido a que la mayor parte de la

radiación solar recibida por la planta en el visible, es absorbida por los

pigmentos de las hojas, mientras que éstos apenas afectan a la radiación

recibida en el infrarrojo cercano, por lo que se presenta un alto contraste entre

80

una baja reflectividad en el visible y una alta reflectividad en el infrarrojo

cercano. Por lo tanto este comportamiento permite separar con relativa

facilidad, la vegetación sana de otras cubiertas.

En este comportamiento se basan la mayoría de los denominados índices

de vegetación, en los que se combinan las bandas roja e infrarrojo cercano del

espectro electromagnético.

Entre otros figuran el simple cociente entre bandas (rojo/infrarrojo

cercano) y el índice de vegetación de diferencia normalizado, NDVI su sigla en

inglés. Este último es el que aplicaremos a lo largo de este tutorial para

identificar masas vegetales y discriminar sus distintos tipos.

Entre otras aplicaciones prácticas de esta técnica figuran:

Identificación de áreas forestadas-deforestadas;

Evaluación del estado de la vegetación y su grado de estrés;

Separación entre distintos tipos de masas vegetales;

Monitoreo de plagas;

Evaluación de riesgos de incendio.

Además existen numerosas variables que se pueden derivar de este

índice como por ejemplo: contenido de agua en las hojas, productividad neta

de la vegetación, contenido de clorofila en la hoja, dinámica fenológica,

evapotranspiración potencial, etc. Un aspecto interesante del NDVI es que varía

dentro de márgenes conocidos (-1 a +1), lo que facilita notablemente su

interpretación.

Según Chuvieco (Ob. Cit.), para aplicar estos índices con rigor deberían

aplicarse previamente las correcciones atmosféricas y la conversión de ND

(numero digital, es el valor que devuelve el sensor) a reflectividades. De todas

maneras, siempre que no se pretenda conceder un valor físico a los resultados,

el índice puede aplicarse directamente a los ND originales de la imagen. En este

caso la valoración será relativa, pero sigue manteniéndose el mismo principio:

cuanto mayor sea el resultado obtenido, tanto mayor será el vigor vegetal

presente en la zona observada.

81

Detección de alineamientos

Las imágenes de satélite permiten detectar alineamientos, mostrados con

diferentes tonalidades a las áreas adyacentes, de acuerdo con Ratnakar y otros

(2007) las alineaciones generalmente representan estructuras y contactos

geológicos, limites en distintos tipos de vegetación, o alineaciones topográficas

como colinas que representan planos de debilidad donde debe inferirse

incrementos de la permeabilidad y la porosidad de los materiales terrestres, por

lo tanto estas son áreas de mayor susceptibilidad a la ocurrencia de fenómenos

de remoción en masa por la modificación de los parámetros geotécnicos en

atención a la mayor cantidad de agua presente en los materiales cercanos a las

alineaciones.

Evaluación de deslizamientos

Cacya (2004) clasifica los métodos de monitoreo de deslizamientos como:

directos (geodésico satelital, óptico mecánicos y el sistema integrado de

alarma) e indirectos (percepción remota, Sistema de Información Geográfica y

tratamiento digital de imágenes ópticas de alta resolución), reportando un

análisis multi-temporal de imágenes de sensores remotos (fotografías aéreas e

imágenes satelitales), que sigue los siguientes pasos:

El autor indica que se ha desarrollado un método para el control

indirecto de deslizamientos mediante el análisis de cambios producidos

en la superficie del terreno debidos al movimiento, utilizando imágenes

ópticas multitemporales. En primer lugar, se realiza la ortocorrección de

cada una de las imágenes que componen la serie multitemporal,

utilizando para ello un MDE y puntos de control, seguida por la

normalización radiométrica de las imágenes a los valores de intensidad

de pixel de una de ellas, tomada como referencia, usando un

procedimiento de regresión lineal. Las imágenes así obtenidas son

comparables entre sí geométrica y radiométricamente.

82

Después se generan las imágenes de "cambios reales" mediante la

segmentación de cada imagen de diferencia en dos clases, con "cambio"

y "sin cambio" a partir de un umbral, definido por el valor de intensidad

de pixel correspondiente al punto del histograma (generalmente

unimodal) de máxima distancia a la secante del máximo y mínimo de la

distribución. Ello permite eliminar gran parte del ruido en la imagen, el

cual es supuestamente debido principalmente a efectos residuales de la

ortocorrección y la normalización radiométrica.

En cada imagen segmentada se separan y codifican diferentemente los

cambios positivos y negativos de intensidad de pixel, que en imágenes

de partida pancromáticas corresponden respectivamente a un aumento y

disminución del brillo o radiancia de los pixels. Esto permite diferenciar

tres clases en este tipo de imágenes: la primera, formada por los suelos

y sustrato rocoso más frescos (y por lo tanto con mayor radiancia en la

imagen posterior al movimiento), que pueden haber aflorado bien sea

por deslizamiento del material suprayacente o por deslizamiento de

aquellos sobre materiales in situ; la segunda comprende materiales

aflorantes o cubiertas del suelo más o menos invariables entre las fechas

de adquisición del par de imágenes; la tercera incluye las áreas cuya

radiancia ha disminuido, lo que puede ser debido al crecimiento de la

vegetación sobre deslizamientos anteriores durante un periodo de

estabilidad, o a un aumento de la humedad del suelo.

Finalmente, se eliminan los clusters de pixels contiguos de forma

rectangular mediante un filtro apropiado, a fin de suprimir gran parte de

las posibles variaciones de origen antrópico que aún puedan permanecer

en la imagen después de los procesos anteriores, tales como cambios en

parcelas de cultivo, nuevas casas y segmentos rectilíneos de nuevas

carreteras o caminos, que son en general ajenos a los efectos producidos

en la imagen por deslizamientos.

83

Plataformas con posibilidades para la creación de los MDE

Una de las fuentes con amplias posibilidades de suministras información

estereoscópica para la construcción de MDE, la constituyen los satélites de

observación terrestre sustentados en Sensores Activos, específicamente en

Radar, que según Flores (2004) por sus características de funcionamiento bajo

todas condiciones de tiempo atmosférico y con altas prestaciones en resolución

espacial se han convertido en una extraordinaria herramienta para la captura

de datos geográficos. Entre otros sistemas, sin pretender ser exhaustivos, cabe

destacar los siguientes:

- JERS-1 (1992): Radar de apertura sintética (banda L) y además un

sensor en visible e infrarrojo (verde, rojo, IR) y adicionalmente cuatro

bandas en infrarrojo; la resolución espacial varía desde los 18m hasta los

24x24m. La superficie cubierta por las imágenes es de 75 x 75 Km.

- ERS (1991-1995): Sensor activo de microondas (bandas C); Radar de

apertura sintética (banda C) y Radar-altímetro (banda K); resolución

espacial de 30my cubrimiento territorial de 100x100 Km. Este es un

sistema satelital, orientado al levantamiento de grandes extensiones de

territorio, con imágenes de alta resolución, capaces de permitir

inventarios de recursos a escalas semi detalladas y de reconocimiento.

- RADARSAT (1995) Sistema satelital compuesto por un sensor activo,

RADAR, con polarización HH, banda C (5,6 cm de longitud de onda y 5,3

GHz de frecuencia), programado para una resolución temporal que

permite tomas cada 12 horas en latitudes altas y de hasta 48 horas, en

el mejor de los casos, hacia el ecuador. RADARSAT posee una antena

con orientación variable, de visión lateral, con cubrimiento que puede ser

ajustado desde los 50 Km. hasta los 500 Km. de ancho. Con una órbita

casi polar alcanza 14 circunvalaciones diarias, durante cada órbita posee

capacidad para levantar 28 minutos de datos y durante un minuto cubre

84

un área de 400 Km. x 400 Km., lo cual ilustra, de manera diáfana, la

cantidad de información que es capaz de producir.

- ASTER Por otra parte destaca Flores (Op. cit.) el desarrollo de

plataformas aerotranspoprtadas como el sistema LIDAR (Light Detection

and Ranging) integrado por un Generador de Impulsos Laser, GPS para

plataformas volantes (Airborne GPS) y Unidad de Medición Inercial para

orientación del sistema general, permite obtener hasta unos 15.000

impulsos/seg. , con un espaciamiento de 30cm y una máxima precisión

vertical de unos 15 cm permite adquirir hasta unos 200.000 puntos por

milla cuadrada, formando una malla de coordenadas x, y, z, en un

formato digital compatible con sistemas de información geográfica (SIG).

Las mayores posibilidades de esta tecnología residen en la versatilidad

para aplicaciones generales y de manera especial para Modelos Digitales

de Elevación (MDE). La elasticidad del sistema Lidar permite su

combinación con otros sensores remotos; en este orden de ideas,

particulares experiencias se han obtenido de la combinación de imágenes

Lidar con imágenes provenientes de cámaras digitales montadas sobre

sistemas en plataformas volantes como helicópteros y aviones de

pequeña envergadura; esta combinación permite el levantamiento

expedito de cualquier área de la superficie terrestre, con grandes

precisiones y con la disponibilidad de una interfaz con los sistemas de

información geográfica, lo cual aporta una gran versatilidad en el manejo

de la información (Renslow, 2002).

Integrando técnicas de Teledetección y SIG Roa, (2007) elaboró un

mapa de susceptibilidad a deslizamientos, en la cuenca del río Mocoties, para lo

cual utilizó mapas de pendientes (en grados), relieve interno (o disección del

relieve), y distancias a drenajes (buffer zone); todos extraídos a partir de un

Modelo de Elevación Digital (MED) de 90 m de resolución, construido con los

datos de SRTM (Shuttle Radar Topographical Misión). Igualmente, fue

necesario estimar la cobertura vegetal de la cuenca a través del cálculo del

85

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), de una imagen LANDSAT

ETM+ del 09 de marzo, 2003, con 28.5 m de resolución.

La cobertura o mapa relativo a unidades litológicas fue elaborado con

base al mapa geológico-estructural de Venezuela (Bellizia y otros, 1976), y la

información aportada por el Código Estratigráfico de Cuencas Petroleras de

Venezuela (PDVSA-INTEVEP, 2005).

La evaluación de susceptibilidad y amenazas por deslizamientos

ejecutada en este análisis, se realizó siguiendo los procedimientos exigidos a

toda Evaluación Espacial Multicriterio (EEM) y señalados por Saaty (1990).

Posteriormente, el mapa de susceptibilidad resultante se utilizó para

elaborar los mapas de amenazas por deslizamientos, para lo cual se le

adicionaron los mapas de distribución de la precipitación en la cuenca del

Mocotíes, ofrecidos por la Dirección de Climatología del Ministerio del Ambiente

(MARNR, 2004). Los registros de precipitación muestran el comportamiento

promedio de las precipitaciones en la cuenca del Mocotíes, de tal manera que

se producen tres mapas cada uno representando un período de cuatro meses:

Sequía (diciembre-marzo), comienzo del período lluvioso (abril-julio) y final del

período lluvioso (agosto-noviembre).

En este trabajo se concluye que el mapa de susceptibilidad a

deslizamientos, fragmenta la cuenca del Mocotíes en áreas categorizadas según

su potencial latente de inestabilidad, mientras que en los mapas de amenazas,

las áreas están categorizadas de acuerdo a una probable ocurrencia de

deslizamientos al cumplirse dos condiciones: la existencia de una susceptibilidad

(factor pasivo), frente a un agente detonante (factor activo); en este caso son

consideradas las lluvias. Por esta razón, en los mapas de amenazas la

intensidad de la susceptibilidad es incrementada o disminuida de acuerdo a la

magnitud de las lluvias; por ejemplo, la probabilidad de ocurrencia de

deslizamientos durante el período seco, es menor que durante el segundo

período lluvioso, siendo sin embargo la susceptibilidad a deslizamientos

teóricamente la misma en ambos períodos.

Algunas de las técnicas mencionadas anteriormente han sido aplicadas

para estimar índices de meteorización en ambientes tropicales, siendo la

86

meteorización un proceso de altísima importancia en la generación de

movimientos en masa por cuanto los materiales resultantes de ella son

sensibles a la gravedad, con tendencia a desplazarse a lugares más bajos, se

considera útil es establecimiento de estos índices de meteorización porque de

acuerdo con Galvão (2008), la génesis de los suelos tropicales usualmente

resulta en altas superficies de meteorización por la remoción de sílice y la

acumulación de aluminio. La meteorización tropical esta caracterizada por la

predominancia de una mineralogía relativamente simple, compuesta de cuarzo,

hematita, caolinita, gibsita y minerales opacos. Excepto por el cuarzo y los

minerales opacos, los demás minerales presentan absorción en la región del

visible e infrarrojo cercano como es el caso de la hematita, y en las ondas

cortas del infrarrojo la caolinita y la gibsita, lo cual puede ser detectado en el

laboratorio, con instrumentos de campo e imágenes hiperespectrales con

sensores aerotransportados de alta resolución.

Los sensores remotos hiperespectrales crean nuevas expectativas para el

estudio de suelos tropicales, por cuanto permiten medir la absorción en bandas

del oxido de hierro y los minerales arcillosos. La combinación de diferentes

técnicas de análisis como los componentes principales, ajuste de rasgos

espectrales, (SFF por sus siglas en ingles) y su asociación con modelos digitales

de elevación pueden proveer una mejor comprensión sobre los patrones de

variación de una toposecuencia de suelos. Tal como la relación Silice/alumino

(Ki) como un índice que indica el grado de meteorización en suelos tropicales

((1.7SiO2/Al2O3). Este índice puede ser medido indirectamente de la

proporción relativa de caolinita y gibsita y puede ser estimado por los valores

de reflectancia en las bandas de absorción de 2210 nm para la caolinita y 2260

nm para la gibsita.

Estas últimas aplicaciones, aunque altamente deseables, no pueden

desarrollarse en estos momentos para el área de interés en territorio

venezolano, por no disponer de sensores aerotransportados, a excepción de

algunos casos muy específicos como la cámara fotogramétrica pancromática del

IGVSB, usada actualmente para levantamientos fotogramétrico y producción

cartográfica. No obstante, a pesar de estas limitaciones, existen avances

87

significativos en esta materia por iniciativa del ejecutivo Nacional como es la

adquisición, por parte del Centro Venezolano de Percepción Remota (CVPR), de

un Radiosespectometro de Campo para el adiestramiento de personal técnico y

especialista en Sensores Remotos de diversas Instituciones, tales como: el

Instituto Geográfico de Venezuela Simón Bolívar (IGVSB), Agencia Bolivariana

de Actividades Espaciales, Fundación Instituto de Ingenieria/CPDI, la Dirección

General de Planificación y Ordenación Territorial, la Dirección General de

Bosques e INPARQUES, adscritos al Ministerio del Poder Popular para el

Ambiente (MINAMB). Según el portal del IGVSB, con el uso de esta herramienta

se podrá obtener las firmas espectrales de los elementos presentes en la

naturaleza y determinar con exactitud la interpretación de estos elementos en

cada una de las aplicaciones de las imágenes satelitales, con el fin de crear una

librería de firmas espectrales certificadas que estarán a disposición del Estado

Venezolano.

Aplicación del método interferométrico

De acuerdo con Gonzáles y otros (S/F) la interferometría de Radar

(INSAR), es una técnica que consiste en calcular la diferencia de los valores de

fase entre dos imágenes radar adquiridas por los satélites radar sobre una

misma área pero en diferentes fechas. La primera imagen es llamada «imagen

maestra», mientras que la segunda (adquirida con fecha posterior a la

primera) es llamada «imagen esclava». De esta manera se obtiene una nueva

imagen, llamada «interferograma», en la cual las franjas interferométricas

expresan el cambio en el tiempo de viaje de las ondas radar entre estas dos

adquisiciones. Los valores de fase en una imagen radar tienen dos

contribuciones, una fase pixelaria que esta en función de las propiedades

dieléctricas de los elementos que conforman un pixel, y una fase de trayecto

que depende de la distancia entre el satélite y el suelo.

Si las propiedades dieléctricas de la superficie permanece constante, al

combinar las imágenes, ésta fase pixelaria se anula y por tanto los valores de

fase en un interferograma estarán únicamente en función de la distancia entre

88

el satélite y la superficie terrestre, por lo tanto una deformación de la superficie

terrestre modificará entonces esta distancia entre el satélite y el suelo (y por

tanto el tiempo de propagación de la onda radar), lo que resultará en patrones

de franjas de colores que serán observadas en el interferograma. Obviamente,

las deformaciones en la superficie de las vertientes, causada por procesos de

remoción en masa activos será reflejada en el interferograma, existiendo la

posibilidad incluso de cuantificar las componentes horizontal y vertical de los

movimientos. Esta técnica pude ser perfectamente aplicable en el Macizo Ávila y

otras regiones de nuestro país, por cuanto existen imágenes de radar, con

estas características, que cubren todo el territorio venezolano.

En concordancia con lo antes planteado se presenta esta Tecnología de la

Información Geográfica, como una herramienta de alto potencial que no ha sido

explotada, para el estudio de los fenómenos de remoción en masa para

aplicaciones en Venezuela, en tal sentido se exhorta a organismos como el

IGVSB, el Centro de Procesamiento Digital de Imágenes (CPDI), entre otros, a

desarrollar proyectos con el uso de esta técnica para grandes extensiones del

territorio, como pueden ser ambas vertientes de la Cordillera de la Costa y la

Cordillera de los Andes para citar algunas.

En concordancia con lo anterior se presentan algunos trabajos, con

aplicaciones de la Teledetección que pudieran ser perfectamente extrapolados

para el caso de la Cordillera de la Costa. Así Fernández y otros (2009) usaron la

Interferometría diferencial de radar de apertura sintética (DInSar), para estimar

la velocidad de fenómenos de remoción en masa en zonas donde se presentan

movimientos muy lentos e incluso algunos considerados como dormidos, la

aplicación de la técnica DINSAR consistió en el procesamiento de imágenes de

los sensores de radar ERS1 y ERS2, tomadas entre los años 1993 y 2000. Los

resultados indican la presencia de movimientos con velocidades que oscilan

entre los 6 y 13 mm/año, con lo cual se tiene información precisa para la toma

oportuna de decisiones. Este trabajo es el primero que reporta datos

cuantitativos instrumentales para la región sur del área metropolitana de

Granada, España.

89

Esta metodología puede ser perfectamente aplicada en Venezuela para

detectar movimientos lentos que afecten la estabilidad y vida útil de obras de

infraestructura, tales como viaductos, presas, puntes, etc., que en el pasado

han generado grandes problemas como el caso especifico de la inutilización del

viaducto numero 1 en la autopista Caracas- la Guaira a consecuencia de un

macro deslizamiento de baja velocidad de desplazamiento.

Igualmente los citados autores reportan el uso de esta tecnología para la

detección de subsidencia del suelo por explotación de aguas subterráneas en

áreas urbanas. En nuestro país pudiera ser utilizada la DInSAR l para la

evaluación de la subsidencia del suelo en la costa oriental del Lago de

Maracaibo, debido a la explotación de hidrocarburos, que ha afectado en los

últimos años a un número significativo de personas de las ciudades de

Lagunillas, Bachaquero y Tía Juana.

Radar Terrestre por Control Remoto

Según el Instituto Geológico y Minero de España (IGME) (2008),

investigadores de Italia, Austria, Suiza y España, presentan el proyecto

GALAHAD dentro del Sexto Programa marco de la Comisión Europea, cuyo

principal objetivo y resultado es el desarrollo de soluciones de bajo coste y

estandarizadas para mejorar los modelos de predicción y alarma temprana, que

aumentarán la eficacia en la gestión de planes de prevención de riesgos

geológicos asociados a glaciares, avalanchas y deslizamientos. Tras tres años

de investigación, el primer prototipo ya está listo para ser comercializado y se

podrá instalar en todas aquellas zonas afectadas por deslizamientos que

puedan suponer un peligro para las poblaciones, carreteras, puentes o vías

férreas.

El nuevo sistema se basa en un radar terrestre que funciona por control

remoto y que es capaz de recoger datos, prácticamente, en tiempo real y con

una precisión milimétrica. Se trata de cientos de miles de puntos de información

sin necesidad de adentrarse en la zona de riesgo, mientras que con los métodos

tradicionales sólo se obtienen datos de los puntos de observación que se hayan

90

instalado previamente y de forma limitada sobre el terreno. El sistema de

control remoto, puede ser colocado a cuatro kilómetros del objetivo, tomando

mediciones cada 20 minutos y reducirlo, incluso, a una imagen por minuto, lo

que resulta en una medición casi en tiempo real.

Estos equipos de medición local pueden combinarse con otros de

carácter regional como el radar satélite, que sólo toma medidas mensuales,

pero abarca una gran superficie y permite detectar las zonas vulnerables que

requieran un seguimiento continuo.

La mayor capacidad de predicción del radar terrestre servirá también

para monitorear los posibles movimientos de tierra, o deformaciones del

terreno durante la construcción de grandes infraestructuras como túneles,

carreteras, embalses o grandes edificaciones. Para el caso de Vargas pudiera

representar una opción altamente beneficiosa, en el seguimiento de las obras

de ingeniería como las presas construidas en varias cuencas estudiadas.

Sistemas de alerta temprana

Entre las estrategias que se pueden considerarse a la hora de mitigar el

riesgo, es la aplicabilidad de modelos de umbrales de precipitación para la

predicción de fenómenos de origen meteorológicos. Estos sistemas se definen

en el artículo de Sistemas de Alerta Temprana (s.f.), como “una estructura

operativa de respuesta que permite tomar medidas preventivas para salvar

vidas humanas y minimizar los impactos de los daños causados por fenómenos

hidrometeorológicos”

Según Gajardo (2000) la principal característica de un sistema de alerta

temprana es su capacidad de monitorear y transmitir, en tiempo casi-real, la

información sobre pluviometría, de los parámetros del suelo, la quebrada o

lecho del río estudiado.

La instalación de un sistema de alerta temprana requiere de una serie de

instrumentos especializados en medición de elementos específicos y ubicados

tanto en superficie como en el subsuelo. Además, esta implementación

demanda personal calificado y entrenado para el manejo y el uso adecuado de

dichos instrumentos; a parte de un presupuesto millonario para su planificación,

ejecución, evaluación y control del mismo. Así mismo, para su mayor eficiencia

91

se puede apoyar el monitoreo con la participación ciudadana, y considerarlo

entonces como sistema de alerta temprana integral o comunitario.

Estos sistemas de alerta temprana se implementan en una serie de

etapas que pueden agruparse en dos componentes: el técnico, referido a la

instrumentación y medición climática, y el social, aplicado a la organización

comunitaria requerida para garantizar la operación apropiada de los mismos.

Información meteorológica

Actualmente el uso de sensores cada vez más evolucionados, instalados

a bordo tanto de satélites de órbita polar (NOAA) como de órbita

geoestacionaria (GOES, METEOSAT, etc.), está generando grandes

posibilidades en el estudio de los fenómenos meteorológicos, como por

ejemplo, la observación de nubes o la estimación de precipitaciones. Estos

sensores usan radiación electromagnética ya sea en forma pasiva, es decir,

detectando radiación electromagnética reflejada o emitida desde la

superficie de la tierra o desde la atmósfera, o bien activamente,

utilizando energía electromagnética generada por el sensor para sondear la

atmósfera y medir sus características. Para llevar a cabo este análisis se

emplean una serie de bandas espectrales (visible (VIS), infrarroja (IR),

vapor de agua (WV)...), las cuales proporcionan información sobre

características de los fenómenos atmosféricos en función de la banda que

se emplee. Por ejemplo, en la banda VIS se observan nítidamente las nubes

de gran espesor por reflejar hacia el satélite meteorológico una gran cantidad

de energía luminosa apareciendo como manchas de un color blanco

brillante. En el caso de la banda IR, aquellas nubes que tienen una

temperatura muy baja se pueden detectar fácilmente. Es obvio, entonces,

que el uso combinado de las señales obtenidas en esas bandas espectrales

suministran información ¿más precisa? sobre los elementos atmosféricos y su

comportamiento.

Como se ha mencionado, las imágenes de sensores remotos o

teledetección pueden aplicarse para la detección de células de lluvia y el

92

análisis de los sistemas nubosos que afectan a una región, así como para

predecir condiciones atmosféricas en las 2 ó 3 horas siguientes a la obtención

de las imágenes. A este tipo de predicción en un plazo de tiempo muy corto se

le conoce con el nombre de nowcasting. Existen varias técnicas que permiten

llevar a cabo este tipo de predicción. Todas ellas realizan un

determinado procesamiento de las imágenes, y, a partir de éste, se ejecutan

modelos predictivos para obtener la situación atmosférica esperada tras cierto

intervalo de tiempo.

De acuerdo con Fatorelli y Otros (S/F), en el sector de los recursos

hídricos y en particular el caso del pronóstico de crecientes, la teledetección

juega un rol determinante. Entre las aplicaciones específicas de la tecnología

¿radar y satelital? se destaca su contribución al problema de la estimación

espacio temporal de la precipitación sobre amplias regiones. En efecto, es

ampliamente conocido que las lluvias constituyen el principal factor de control

de la dinámica de los procesos hidrológicos, por consiguiente su correcta

medición en el tiempo y en el espacio constituye un aspecto de fundamental

importancia para la realización de pronósticos de crecientes confiables y

seguros.

Una característica relevante es el hecho que los satélites proveen

observaciones frecuentes, y es posible determinar las trayectorias y dinámica

de las nubes potencialmente precipitables, el gradiente de cambio de forma, su

dimensión y áreas cubiertas. A partir de estas mediciones es posible hacer

estimaciones de lluvias, y relacionar las características de las nubes con la

intensidad instantánea de la precipitación y/o con la lluvia acumulada en el

tiempo.

Medición de la precipitación con satélite

Los satélites geostacionarios permiten la producción frecuente de

imágenes sobre la misma área, comúnmente cada media hora o incluso menos

de 5 minutos, lo cual es ideal para observar rápidamente el desarrollo de

situaciones meteorológicas.

93

La mayor parte los métodos de medición se basan en relaciones

empíricas y en el hecho que en la banda visible las nubes con la más alta

radiación tienen la mayor probabilidad de producir lluvias.

Muchas técnicas han sido desarrolladas para estimar las precipitaciones

usando datos infrarrojos y visibles. Estas técnicas han conducido al desarrollo

de tres metodologías: el procedimiento del umbral, el procedimiento del índice

de nube y el procedimiento de la historia de vida.

Las técnicas del umbral consideran que todas las nubes con bajas

temperaturas en la superficie superior, son nubes de lluvias.

El índice de nube fue la primera técnica desarrollada para la estimación

de lluvias. Un coeficiente de lluvia (o índice de nube) se obtiene a partir del

brillo o textura de las imágenes visibles o infrarrojos. Este índice es

sucesivamente relacionado por ecuaciones de regresión, a observaciones de

lluvias en pluviográfos. En general esta técnica es usada por satélites de órbita

polar y geoestacionaria.

El método de la historia de vida de la nube está basado en la hipótesis

que la lluvia producida por nubes convectivas es directamente proporcional al

área de nubes y a la tasa de crecimiento de esa área. Este tipo de técnica

requiere imágenes de satélite a intervalos muy frecuentes que solamente

pueden ser provistas por satélites geoestacionarios.

Uso de datos visibles e infrarrojos.

Es posible obtener mejores estimaciones combinando la información de

diferentes bandas espectrales. Por ejemplo sensores visibles proveen

información de la profundidad de las nubes, su geometría y composición,

mientras sensores infrarrojos proveen información sobre la temperatura al tope

de la nube y por consiguiente indirectamente de la elevación de los topes de las

nubes.

Uso de radiación de microondas.

La región de las microondas del espectro electromagnético tiene la

ventaja de hacer mediciones completas de la precipitación puesto que a esta

frecuencia las nubes son total o parcialmente transparentes. Las mediciones de

94

precipitación con ¿microondas pasiva? son de dos tipos: absorción - emisión

(por gotas de lluvia) y métodos de dispersión (por partículas de hielo).

Medición de la precipitación con radar

El radar emite energía electromagnética en bandas angostas que se

propagan a través del espacio a la velocidad de la luz e interactúan con la

materia a lo largo de su trayectoria. Un receptor detecta la señal de retorno, la

amplifica y convierte la señal recibida en una señal de baja frecuencia que

refleja las propiedades de la interacción onda electromagnética - precipitación.

La potencia de retorno producida por un objetivo volumétricamente

desagregado como las partículas de lluvia en el aire, ha sido representada

matemáticamente, relacionando la intensidad de la lluvia con el diámetro de las

partículas.

Como las estimaciones radar de la precipitación se caracterizan por

presentar cierta incertidumbre en su exactitud, la opción de ajustar estas

estimaciones sobre la base de comparaciones con las mediciones de

pluviógrafos, aparece como algo obvio. En general este procedimiento se

acepta como una medida de control del correcto funcionamiento del radar, en

estos casos periódicamente se llevan a cabo comparaciones, y en el caso de

presentarse sesgos importantes se realizan los ajustes adecuados.

Un importante producto para la Gestión de Riesgos, es la proyección de

la precipitación y la determinación de las condiciones potenciales de crecientes

torrenciales. En particular se pronostican las cantidades de lluvias

anticipadamente, y se usan conjuntamente valores guías de crecientes con

precipitaciones observadas y pronosticadas para estimar la probabilidad de

ocurrencia de eventos torrenciales.

La técnica nowcasting ha sido aplicada a imágenes radar tomando

como parámetro la reflectividad que obtiene dicho radar. Pero también

puede ser útil para procesar imágenes por satélite, tomando como parámetro,

bien la temperatura de brillo (en la imagen de IR), bien la radiancia (en la

imagen del VIS), o una combinación de parámetros para análisis más precisos.

El procedimiento consiste en calcular los vectores de desplazamiento

para cada célula de lluvia a partir de dos imágenes de radar consecutivas,

95

separadas un intervalo de tiempo, por ejemplo 10 minutos. A partir de estos

vectores se obtiene, por extrapolación lineal, la siguiente posición

estimada transcurrido un tiempo equivalente, de cada célula de lluvia,

obteniendo así una imagen cuyo grado de fiabilidad puede determinarse

por comparación con la imagen que posteriormente proporcionará el radar.

La frecuencia de muestreo de las imágenes puede modificarse dependiendo de

la velocidad de los sistemas de precipitación (mayor de 10 minutos si el

sistema se desplaza a escasa velocidad).

El procesado para calcular el vector de desplazamiento incluye un filtrado de

las dos imágenes con el objetivo de eliminar información no útil.

Posteriormente se realiza la correlación cruzada de una región de un

tamaño, normalmente de entre 10 y 20 Km2, que se toma como patrón o

región de referencia, con todas las posibles regiones del mismo tamaño que se

encuentran a su alrededor en la imagen siguiente. Finalmente se decide, como

lugar al que se ha desplazado la región analizada aquel que ha dado el máximo

de correlación.

Una vez obtenido el vector de desplazamiento para cada una de las

regiones, se obtiene la imagen extrapolada para la que se considera que el

desplazamiento de las células de lluvia sigue en la misma dirección con la

misma velocidad.

Para obtener dicha imagen puede ser necesario llevar a cabo una

interpolación ya que en la imagen extrapolada pueden o bien solaparse en

determinadas regiones como consecuencia de que varios de los vectores de

desplazamiento apuntan hacia la misma región, o bien, pueden quedar regiones

sin valor ya que hacia dicha región puede no apuntar ningún vector de

desplazamiento.

Pronósticos de lluvias a corto plazo usando datos radar y de satélite

meteorológico

Un sistema integrado meteorológico - hidrológico para uso en tiempo

real se caracteriza por su capacidad de incorporar las previsiones de la

precipitación en pronósticos de tipo hidrológico.

96

Este tipo de sistemas son útiles en los casos donde el máximo tiempo de

respuesta de la cuenca de drenaje es menor que el tiempo necesario para

producir y diseminar avisos de crecientes y para poner en marcha acciones de

mitigación. El corto tiempo de respuesta de algunas áreas propensas a

crecientes torrenciales (con tiempos de pico inferiores a 1 hora), como es el

caso de la mayoría de las cuencas en el estado Vargas, requiere sistemas de

aviso que incorporen componentes de predicción de lluvias, estos sistemas

agregan un valioso tiempo de anticipación al pronóstico.

Los métodos disponibles para pronósticos de lluvias dependen de las

escalas de interés. Las escalas espacial y temporal deben ser consideradas y

depende de la aplicación particular. En aplicaciones hidrológicas típicamente las

escalas de tiempo mayores están asociadas con escalas espaciales más

grandes. Para cuencas no muy grandes, las escalas de interés son en el orden

de una a seis horas en tiempo y escalas espaciales desde pocos kilómetros

cuadrados.

Las bases primarias de la predicción meteorológica numérica (NWP -

Numerical Weather Prediction) está formada por los modelos basados en un

sistema de ecuaciones diferenciales parciales, hidrodinámicas conocidas como

las ecuaciones primitivas. Las ecuaciones primitivas representan una síntesis

de: la segunda Ley de Newton para la componente horizontal del movimiento

atmosférico; la ecuación ideal de los gases; la primera ley de la termodinámica;

y conservación de masa. Cantidades tales como, precipitación, temperatura,

presión y humedad a niveles discretos en la atmósfera y en una malla de

puntos a nivel del suelo son suministrados por estos modelos.

Plataformas Aerotransportadas

Adicionalmente a los satélites disponibles actualmente, algunas regiones

del mundo cuentan con sensores aerotransportados que toman imágenes con

las ventajes de tener una mayor resolución espacial y pueden planificarse los

vuelos en los momentos más oportunos. Tal como lo destaca Fernández y otros

(2000), acotando que se trata de sensores diseñados para captar y registrar la

radiación procedente de la superficie terrestre desde una plataforma aérea. Los

datos adquiridos se graban en vuelo sobre cintas de alta densidad. Un primer

97

proceso de deconmutación mediante un diseño de conversión diseñado a tal

efecto produce una cinta que será la entrada (input) en el sistema de

tratamiento. El segundo paso es la generación de imágenes originales

corregidas del efecto panorámico. A partir de estas imágenes se implantan

procesos de corrección radiométrica requeridos para cada proyecto,

concluyendo el proceso con la georreferenciación de las imágenes mediante los

puntos de control obtenidos por el sistema GPS durante la adquisición,

finalmente se comprueba la precisión mediante la introducción de puntos de

control a partir de cartografía digital.

En el caso de sensores aerotransportados, se requieren correcciones

radiométricas y geométricas de las imágenes, para estas últimas es necesario el

conocimiento de determinados parámetros de vuelo como son: ángulos de

cabeceo y de alabeo, desplazamientos de la línea de vuelo, deriva, velocidad,

altitud etc. Para ello se debe contar con el equipamiento adecuado (sistema de

navegación inercial, GPS, giróscopos...). La posición y orientación del avión

durante la campaña deben sincronizarse con los datos adquiridos para que

estos puedan ser convenientemente corregidos.

Integración de datos radar y satélite para la modelación hidrológica y el

pronóstico de crecientes

Los satélites y radar meteorológicos han puesto a disposición datos de

precipitación en forma de malla regular, estimulando de esta forma el desarrollo

de nuevos modelos lluvia-escorrentía, capaces de aceptar estimaciones

espaciales distribuidas de lluvia. Así se entiende en Fattorelli y Otros (s/f),

cuando explican que los modelos de este tipo, denominados Modelos

hidrológicos “distribuidos”, tienen típicamente bases físicas y operan por

subcuencas o por elementos raster de la malla regular. Para calcular la

precipitación media áreal y el input de modelos concentrados de lluvia -

escorrentía tradicionalmente se utilizaban modelos basados en datos de redes

con pocos pluviógrafos y procedimientos simples de interpolación, aun para

cuencas hidrográficas enteras. Formulaciones más distribuidas de la

precipitación mostraron escasa mejoría en los pronósticos habida cuenta de las

limitaciones impuestas por las estimaciones obtenidas a partir de redes de

98

pluviógrafos poco densas. Esta limitación no existe con los datos de radares

meteorológicos sin embargo es necesario continuar las investigaciones y la

utilización de modelos distribuidos al fin de evaluar la efectiva contribución del

radar en el mejoramiento de los pronósticos de crecientes.

Los modelos distribuidos en su forma básica toman en cuenta la

variación espacial de las entradas y salidas del modelo, de las variables de

estado y de los parámetros. Esto se logra por ejemplo subdividiendo la

superficie del área de la cuenca en unidades elementales de área determinadas

en una grilla regular. En muchos casos, especialmente en consideraciones de

microescala, las áreas de la grilla son seleccionadas de modo que sean lo

suficientemente pequeñas para asegurar la validez de las leyes físicas

fundamentales que la gobiernan.

La aplicación de modelos hidrológicos distribuidos puede ser ventajosa si

la modelación intenta tomar en consideración:

- La variabilidad espacial de la precipitación

- La no-uniformidad espacial de las características de la cuenca (orografía,

vegetación, suelos, geología, uso, etc.)

- Las diferencias espaciales y la no linealidad del proceso de transferencia de

masa y energía que tiene lugar en la cuenca y las diferencias en los

mecanismos productores de la creciente

- La no uniformidad de las influencias distribuidas de las actividades humanas

en el ciclo hidrológico y su interacción.

Obviamente, los pronósticos cuantitativos de crecientes, tal como

cualquier pronóstico de fenómenos naturales presenta un grado de

incertidumbre, la incertidumbre sin embargo es un aspecto de vital importancia

sea para quien produce avisos de crecientes como para el público mismo. Si se

usan apropiadamente los pronósticos y la incertidumbre asociada, es posible

llevar a cabo un manejo adecuado del aviso de crecientes y una correcta

percepción del público sobre este tipo de pronósticos. Si se considera que una

importante fuente de incertidumbre en los pronósticos de crecientes son

debidos a incertidumbre en la estimación y el pronóstico de las lluvias, la

99

evaluación de la incertidumbre asociada con radar y las estimaciones basadas

en sensores remotos son esenciales.

100

CAPÍTULO III

CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ÁREA DE ESTUDIO

Ubicación

El área de estudio esta ubicada en la vertiente norte del tramo central de

la Cordillera de la Costa, formando parte del Parque Nacional Waraira Repano.

Administrativa y políticamente comprende al estado Vargas y esta delimitada

por las coordenadas, UTM N 1.149.000m - 1.177.000m y E 674.000m -

795.200m, zona 19 meridiano central 69°. (Figura 2)

Figura 2. Ubicación del área de estudio

101

Fisiografía e Hidrografía

Las cuencas de la vertiente norte del macizo Ávila están constituidas, por

una serie de cursos de corto recorrido que nacen en la fila maestra del

Wuaraira Repano a una altura máxima de 2765 msnm en el pico Naiguatá, en

su recorrido hacia la desembocadura en el mar reciben el aporte de pequeños

afluentes, con pendientes iniciales muy fuertes que disminuyen

progresivamente hasta llegar al curso principal caracterizado por tener valores

de pendiente mucho más suave.

Geología

La Geología del estado Vargas actualmente, responde a una nueva

nomenclatura adaptada a las convenciones internacionales para unidades

litodémicas y cuerpos de rocas ígneas y metamórficas, según Urbani (2002a,

2002b, 2002c, 2002d, 2000a, 200b, 1999, y Urbani y Otros 2000) esta

actualización se realizó por diversas instituciones en mutua cooperación, como

son UCV, FUNVISIS, INGEOMIN, IGVSB y MARNR, con el fin de producir una

cartografía geológica actualizada de la región, como insumo esencial para la

producción de los mapas de riesgo, necesarios para un ordenamiento territorial

adecuado.

Atendiendo a la clasificación propuesta las asociaciones que conforman el

Macizo del Ávila se incluyen en la denominada Super-Asociación Metamórfica de

la Cordillera de la Costa: (1) Asociación Metamórfica La Costa y (2) Asociación

Metamórfica Ávila, en las partes medias a altas de las cuencas y cuyo contacto

con la anterior es de naturaleza tectónica definida por la Falla de Macuto, en

donde se han identificado facetas triangulares que demuestran la actividad

sismogénica de la misma.

La nueva cartografía geológica del estado Vargas contempla lo siguiente:

(figura 3)

a. Rocas sedimentarias pertenecientes al Grupo cabo blanco y las formaciones

la Sabana y las Playitas, así como las terrazas en los valles y vertientes de

algunos ríos y material aluvial preexistente con aportes de naturaleza fluvio-

102

torrencial consecuencia del evento hidrometereológico extremo de diciembre de

1999, que formó a lo largo de 50 km de longitud del estado Vargas, unos 53

conos de deyección, de los cuales resultaron con características críticas 12 de

ellos, ubicados en las cuencas de río Mamo, río Piedra Azul, quebrada Osorio,

quebrada Cariaco, quebrada San José de Galipán, quebrada El Cojo, quebrada

Camurí Chico o Chiquito, quebrada San Julián, quebrada Cerro Grande,

quebrada Uria, río Naiguatá y río Camurí Grande confluencia de los ríos

Miguelena y Masare.

Figura 3. Geología de superficie del estado Vargas. (Modificado del Proyecto Ávila – Mapa de Riesgo del IGVSB/MARN, 2002) b. Rocas de la Asociación Metamórfica La Costa aflorante en la franja costera e

integrada por el Esquisto de Tacagua unidad expuesta en las colinas bajas

cercanas a la costa, con suelos de colores rojizos muy conspícuos. Coincidente

en forma aproximada con la zona bioclimática costera de tipo xerofítica. La

unidad, posee gruesos niveles de meteorización a veces de tipo laterítico,

donde la arcilla predominante es la illita. Los Esquitos de Tacagua se presentan

constituidos fundamentalmente por tres tipos de rocas 1) Esquisto formado por

cuarzo, mica muscovita y cantidades menores pero siempre presentes de

grafito, así como cantidades variables de calcita y/o albita. 2) Rocas epidóticas

de color verde manzana, gradando desde verdaderas epidocitas hasta esquistos

103

epidóticos calcíticos muscovíticos o esquistos actinolíticos epidóticos y 3)

Mármol más o menos puro con gradación a esquistos calcíticos. El esquisto

grafitoso muestra una intensa foliación, y en las variedades menos cuarcíferas y

más micáceas pueden gradar a rocas con aspecto filítico.

c. Rocas de la Asociación Metamórfica Ávila, en las partes medias a altas de las

cuencas. Integrada principalmente por los denominados Complejo de San Julián

y el Augengneis de Peña de Mora.

Esta asociación posee una mineralogía predominantemente cuarzo-

feldespática y la composición química-mineralógica es fundamentalmente

granítica, pero en los torrentes ubicados más al este, se observa una cantidad

cada vez mayor de tipos litológicos máficos. Las descripciones litológicas de

cada unidad integrante de la asociación, son las siguientes:

c.1) Complejo de San Julián: Las rocas predominantes son: el esquisto de color

gris a gris oscuro con tonalidades verde que meteorizan a tonos pardos y los

cuales se presentan usualmente bien foliados. Además de ellos se presenta el

gneis cuarzo plagioclásico micáceo, con una rápida gradación desde textura

esquistosa hasta rocas de carácter gnésico. Los gneises muestran colores más

claros que los esquistos, por cuanto su textura se debe fundamentalmente a la

mayor proporción de feldespatos y menor de filosilicatos Litologías minoritarias

(< 5%) la constituyen mármol, cuarcita y diversos tipos de rocas metaígneas

mayoritariamente máficas (anfibolita, gabro, diorita, tonalita y granodiorita).

En ciertos sectores donde aflora el gneis cuarzo – plagioclásico – micáceo la

plagioclasa (albita – oligoclasa) se desarrolla marcadamente porfidoblástica y

cuando es alta su concentración puede enmascarar a la foliación, impartiéndole

a la roca un aspecto moteado.

c.2) Augengneis de Peña Mora: La unidad está constituida por gneises de grano

fino a medio, augengneises gruesos y bandeados, algunas cuarcitas delgadas,

esquistos cuarzo muscovíticos y ocasionalmente anfibolitas. En algunos sectores

sin mencionar donde sugieren desarrollo de cuerpos de mármoles delgados y

para la secuencia ya mencionada, encuentran rocas ultramáficas en forma de

cuerpos dispersos. La litología característica son gneises subdivididos en tres

104

tipos: gneises de grano fino a medio, plagiocásico cuarzo muscovítico;

augengneises y gneises muy gruesos, bandeados, cuarzo

plagiocásicos microclínicos y gneises de grano fino a medio, cuarzo plagiocásico

epidótico biotíticos, asociados a rocas anfibólicas.

Aspectos Geológicos relacionados con la Catástrofe de Vargas en 1999

De acuerdo con Urbani (2000) los aspectos geológicos de la catástrofe

de Vargas 1999 son los siguientes:

Naturaleza de los daños y litología

La zona más afectada del estado Vargas va desde Anare hasta Mamo,

donde de más jóvenes a más antiguos afloran los siguientes grandes grupos de

rocas:

- Rocas sedimentarias: constituidas por aluviones y terrazas.

- Rocas metamórficas: pertenecientes a la Asociación Metamórfica La Costa, en

la franja costera y a la Asociación Metamórfica Ávila, en las partes medias a

altas de las cuencas.

Los lugares donde afloran las rocas sedimentarias son aquellos de menor

pendiente, fundamentalmente constituidos por los conos de deyección,

encontrándose allí la mayor concentración de la población asentada con un

urbanismo formal. En estas zonas se concentraron los efectos del proceso de

sedimentación, mientras que la zona de rocas metamórficas, en su parte baja y

adyacente a los conos aluviales, está intensivamente ocupada por viviendas

construidas sin permisología formal. El comportamiento de las unidades

metamórficas fue el siguiente:

Esquisto de Tacagua: Esta unidad está constituida fundamentalmente por tres

tipos de rocas: El esquisto formado por cuarzo, mica muscovita y cantidades

menores pero siempre presentes de grafito, así como cantidades variables de

calcita y/o albita. Rocas epidóticas de color verde manzana, gradando desde

verdaderas epidocitas hasta esquistos epidóticos - calcíticos - muscovíticos.

Mármol más o menos puro y gradando a esquistos calcíticos. Esta unidad aflora

en las colinas bajas cercanas a la costa, y presentan suelos de colores rojizos

muy conspicuos. Aproximadamente coincide con la zona bioclimática costera de

105

tipo xerofítica. Posee gruesos niveles de meteorización a veces de tipo

laterítico, donde la arcilla predominante es la ilita. El esquisto grafitoso muestra

una intensa foliación, y en las variedades menos cuarcíferas y más micáceas

pueden gradar a rocas con aspecto filítico o pizarroso, que al ser observados

con lupa pueden verse hasta más de 100 planos de foliación por centímetro.

Los movimientos de masa en esta Unidad fueron mayoritariamente flujos

superficiales, afectando muy gravemente y en forma directa a las zonas de

construcciones informales en laderas, pero también aportaron abundante

cantidad de materiales de granulometría predominantemente fina y de colores

oscuros que se desplazaron como flujos de lodo.

Asociación Metamórfica Ávila: En el área estudiada esta Asociación poseen una

mineralogía predominantemente cuarzo-feldespática, siendo afectada tanto por

flujos superficiales, como por movimientos que llegaron hasta niveles

suficientemente profundos para producir desprendimientos de grandes bloques

rocosos. Como consecuencia, el material que fue incorporado desde esta

Unidad a los flujos torrenciales, varía desde una granulometría de arena hasta

bloques métricos, todo con colores predominantemente blanquecinos a grises

claros. Desde La Guaira hasta Uria, la composición química-mineralógica es

fundamentalmente granítica, pero en los torrentes ubicados más al Este, se

observa una cantidad cada vez mayor de tipos litológicos máficos, por lo tanto

de colores más oscuros.

Geomorfología

El estado Vargas presenta un relieve constituido por una estrecha franja costera

paralela al mar y el predominio de un paisaje de montaña que cae

abruptamente al mar, conformado por la serranía del Litoral Central, la cual

alcanza altitudes cercanas a los 2800 m, donde destacan los picos: Naiguatá, La

Silla de Caracas y El Ávila. Se distinguen los paisajes de: Valle, Planicie costera,

Colina, Piedemonte y Montaña, donde predomina un relieve abrupto con

pendientes entre muy variables y se distinguen las siguientes unidades

geomorfológicos: Cima, Lomas y Colinas, Cordón Litoral, Fondo de valles, Grupo

106

de Formas de Acumulación, Ladera o vertientes, Llanura Costera, Plano

Inclinado, Terrazas y Viga. (Figura 4)

Figura 4. Imagen del satélite Landsat TM+, donde se aprecia la configuración del relieve.

De acuerdo con Arismendi (2000) las unidades geomorfológicas del

área de estudio comprenden fisiográficamente paisajes de montaña, colinas,

piedemontes y valles que terminan en la planicie litoral.

・ En el paisaje de montaña se observa un relieve masivo a quebrado

de origen paleozoico y jurásico, donde predominan las laderas alargadas de

pendientes pronunciadas, típicas de las formaciones geológicas Peña de

Mora y Las Brisas, las cuales están conformadas por rocas ígneo-

metamórficas. Sobre el modelado se observa un drenaje controlado de tipo

dendrítico paralelo y sub-paralelo, con la presencia de procesos

morfogenéticos del tipo deslizamientos, desprendimientos y derrumbes de

varios tipos.

・ El paisaje colinar está representado por lomas y colinas de origen

cretásico de la formación Tacagua, conformada por mármoles y diferentes

esquistos. Sobre el modelado se imprimen diferentes grados de disección de

107

las laderas y se nota el desarrollo de un drenaje dendrítico sub-paralelo, con

la aparición de procesos de derrumbes locales extendidos, sobre pendientes

moderadas a escarpadas.

・ En el paisaje de piedemonte se localizan una serie de depósitos

cuaternarios de una cantidad de rampas coluvio-aluviales y conos de

deyección, que han conformado un lecho de materiales caóticos donde se

desarrolla un drenaje anastomosado. La edad de los depósitos varía entre

pleistocénicos a sub-recientes y recientes, con un perfil longitudinal de un

10% de inclinación. Al cambiar la pendiente, los depósitos, por abrirse un

poco más el fondo de valle y aparecer un mayor caudal, se genera una red

de drenaje semejante a la de un cono de explayamiento, con abundantes

materiales heterométricos. Los principales procesos morfogenéticos se

refieren a los derrumbes y deslizamientos localizados de los depósitos

antiguos y sub-recientes, al re-transporte de sus mismos materiales y a la

acumulación coluvio-aluvial a las márgenes de los valles. La mayoría de los

depósitos en función de su energía hidráulica, han desembocado al mar,

generando extensos conos de deyección.

・ El paisaje de planicie litoral de origen cuaternario, está representado

por sedimentos no consolidados y por expresiones morfológicas de playas y

cordones litorales muy localizados.

Clima

De acuerdo con SIG-Vargas (s/f) el clima del estado Vargas es un factor

generador de fuertes contrastes territoriales, ya que varía de acuerdo a los

pisos altitudinales. En las zonas inferiores a los 400 m.s.n.m, predominan las

altas temperaturas presentando una media de 26.1ºC con precipitaciones poco

frecuentes. A partir de esta cota se dan temperaturas mas templadas, con

medias anuales de 14.7ºC y lluvias más frecuentes e intensas. Según la

clasificación de Koeppen, la zona de estudio pertenece al clima semiárido e

isotermo.

108

Es así como para las diferentes alturas en la región se encuentran las

siguientes características para los diferentes pisos altitudinales, como:

1. Tropical: Presenta una altitud que varía entre los 0 y 600 msnm con una temperatura media anual de 25.4 y 26.1ºC. En estos climas han registrado valores medios de precipitación en los siguientes espacios:

- Puerto Maya

- Arrecife (600 mm/anuales).

- Mamo (325 mm/anuales).

- Maiquetía - Anare (600-800 mm/anuales).

- Los Caracas - La Sabana (1100 – 1500 mm/anuales).

- Caruao - Chuspa (1800mm/año).

2. Premontano Bajo y Premontano Alto: Presenta una altitud que varía entre los

600 y 1600 msnm con una temperatura media anual de 18 y 24ºC. En estos

climas han registrado valores medios de precipitación en:

Carayaca - Petaquire (850 – 900 mm/año).

3. Montano Bajo: Presenta una altitud que varía entre los 1600 y 2400 msnm

Vegetación

Toda la franja litoral, hasta unos 700 metros de altitud, por corresponder

al clima semiárido, tiene una vegetación xerófila. A medida que se asciende, el

aire se enfría y se condensa su humedad, con lo cual se producen

precipitaciones y más frecuentemente neblinas que favorecen una vegetación

más frondosa. Arismendi (Ob. Cit.) reporta que las formaciones vegetales

pertenecientes al área de estudio se agrupan en: bosques representados por

formaciones arbóreas, espinar y matorral, representados por formaciones

arbustivas; y las formaciones herbáceas. De acuerdo a su fisonomía, los

bosques se pueden clasificar en: bajo denso, bajo medio, bajo ralo, medio

109

denso, medio y medio ralo. Adicionalmente comentan que en base a la

observación de las imágenes IKONOS se evidencia un deterioro significativo de

la cobertura vegetal específicamente en los pisos tropical y pre-montano y en

menor proporción el montano bajo. Las formaciones más afectadas (en

términos de superficie) son los matorrales; en estos existe una fuerte

intervención debido al crecimiento anárquico de viviendas, lo que favoreció el

deterioro de los suelos producto del escurrimiento difuso y concentrado. En

sectores con predominio de bosques y con una fuerte meteorización de los

esquistos se produjo en 1999 un escurrimiento sub-superficial que sirvió como

lubricante entre los suelos y la roca originando movimientos en masas

superficiales (Figura 5).

Figura 5. Mantos de alteración Lateritica en los Esquistos de Tacagua. Foto: Urbani (2000)

110

Uso del Espacio

Jiménez y otros (2006) indican que la ocupación del espacio en el estado

Vargas ha sido determinada por el liderazgo que ejerció la Región Capital,

particularmente Caracas como capital de Venezuela y la nueva dinámica

definida por el flujo monetario originado por la actividad petrolera, la cual

conlleva a la centralización del poder y a la integración territorial, así como el

papel ejercido por el Puerto y el Aeropuerto con sus diferentes actividades

económicas.

Adicionalmente comentan los autores señalados que el continuo proceso

de ocupación llevó al límite de saturación al espacio del estado Vargas, en

virtud de sus restricciones principales, en la figura 4 puede observarse un

territorio mayormente montañosos con pronunciadas pendientes, un estrecha

franja litoral, poca disponibilidad de tierras planas, adicionada a los problemas

para la dotación de servicios básicos en un territorio cuya mayor extensión

pertenece al Parque Nacional El Ávila y a otras figuras jurídicas de protección.

Paralelamente a la expresión física del acontecer económico de este territorio se

manifiesta también la aparición, ampliación y conformación de áreas informales.

Este tipo de desarrollo no controlado se ubica espacialmente en aquellos

terrenos donde la pendiente es muy fuerte y en las inmediaciones de los cursos

de agua, prácticamente dentro de los causes y en la llanura de inundación, y en

muchos casos sobre la cota 120, limite del Parque Nacional.

111

CAPITULO IV

ASPECTOS METODOLÓGICOS

Diseño y tipo de la investigación

El diseño de esta investigación de acuerdo con la Universidad Pedagógica

Experimental Libertador (2008) se ubica como una investigación de campo,

por cuanto realiza el análisis sistemático de un problema de la realidad, como

es el caso particular de la zonificación de la susceptibilidad a los fenómenos de

remoción en masa, que afectan a una parte considerable de la población

venezolana, asentada en sistemas montañosos de vertientes inestables, con el

propósito de entender su naturaleza y factores constituyentes para predecir su

ocurrencia en el contexto espacial, a través de la zonificación, haciendo uso de

métodos característicos de amplia aplicación a nivel mundial. Los datos de

interés son recogidos en forma directa de la realidad, a través de trabajos de

campo, interpretación, análisis y tratamiento de documentos cartográficos,

fotogramétricos y satelitales, así como datos hidrometeorológicos e

hidrométricos suministrados por diferentes organismos gubernamentales y no

gubernamentales. El tratamiento de la información se realizó a través de la

integración de tecnologías de la información geográfica, usando software

especializados y modelos numéricos.

En cuanto al tipo se ubica en una investigación explicativa ya que trata

de buscar el porque de la zonificación de la amenaza por los fenómenos de

remoción en masa mediante el establecimiento de relaciones causa-efecto,

asignándole una ponderación a cada variable a través del método de las

Jerarquías analíticas. En este sentido, se abordan las causas (investigación

postfacto), así como los efectos (investigación experimental), mediante la

prueba de hipótesis y planteamientos teóricos, así como la calibración de los

resultados con eventos reales ocurridos en el pasado, dentro de una teoría de

referencia, a la luz de leyes o generalizaciones que dan cuenta de hechos o

fenómenos producidos en determinadas condiciones.

112

Herramientas y técnicas de análisis

La metodología empleada para analizar la amenaza se puede resumir en los siguientes pasos: Selección de las áreas de estudio Adquisición de los datos e información necesaria Análisis de los datos Creación del mapa de susceptibilidad Calibración de los resultados

Selección de las áreas de estudio

El área de estudio se seleccionó respondiendo a los criterios de

responsabilidad social que debe implicar todo trabajo de investigación científica,

con el fin de aportar información que redunde en el mejoramiento de la calidad

de vida de los habitantes de una región determinada. En tal sentido se trabajo

sobre la vertiente norte del Macizo Ávila por cuanto es un área donde se

asienta el 100% de la población del estado Vargas, la cual ha sido seriamente

afectada por los procesos objetos de estudio en esta investigación, causando

grandes perdidas materiales y humanas a lo largo de más de 300 años de

registros históricos.

Adquisición de datos e información necesaria

Obtención y digitalización de la información espacial

Para realizar un estudio exhaustivo de una cuenca hay que considerar

todos los aspectos que puedan relacionarse con el medio. Sin embargo, para

los objetivos concretos (obtención del mapa de amenaza por deslizamientos)

se debe usar un número determinado de ellos que dependerá de la

disponibilidad o no de la información; para este trabajo se procesaron las

siguientes variables: Geología de superficie, Vegetación, Pendientes,

Orientación de las Pendientes, Índice de Erosión Potencial, Curvatura del

Terreno, Índice Topográfico de Humedad, Índice de la Potencia del Flujo, Índice

de la Capacidad de Transporte.

113

Todos estos datos tienen que ser reconocidos por el software para lo

cual se procedió a la digitalización y posterior reconocimiento de la topología,

de la información que se encontraba en formato analógico, la comprobación y

eliminación de los posibles errores cometidos (existencia de líneas duplicadas,

sueltas, exactitud del contorno, etc.).

Estos mapas se obtuvieron de diferentes fuentes, tales como el Proyecto

Ávila - Mapa de Riesgo del Instituto Geográfico Venezolano “Simón Bolívar”, el

Plan de Ordenamiento Territorial de la Autoridad Única de Área para el Estado

Vargas, Instituto Geográfico de Venezuela Simón Bolívar, INGEOMIN, y

productos de teledetección como fotografías aéreas e Imágenes de satélite.

Toda la información, digital y analógica, fue georreferenciada en un

Sistema de Información Geográfica, usando el datum de origen de cada mapa;

para el caso de la geología y los mapas topográficos están proyectados con el

datum la Canoa, mientras que las imágenes de satélite (formato digital) usan el

datum WGS-84, una vez georreferenciada toda la información según su datum

de origen, cada mapa fue reproyectado a un datum común, usando las

aplicaciones y los parámetros de transformación disponible en software

comerciales como ArcGis, ERDAS y MapInfo. Esta reproyección fue necesaria

para poder realizar apropiadamente las operaciones de análisis espacial y en

este caso particular se atendió a las exigencias del artículo 11 de la Ley de

Geografía, Cartografía y Catastro Nacional al definir que todo levantamiento

geodésico o topográfico debe referirse al Sistema Geodésico Nacional, de

acuerdo a las normas técnicas establecidas por el Instituto Geográfico de

Venezuela Simón Bolívar.

De acuerdo con Hernández (2002 y 2005), Camargo y otros (2008) el

Control Geodésico Nacional está representado por la Red Geocéntrica

Venezolana (REGVEN), establecida por técnicas modernas de medición

geodésica satelital GPS, lo que produjo un cambio de sistema de referencia

desde el Datum local convencional La Canoa PSAD 56 a REGVEN, a partir del 1

de abril de 1999. Este cambio se produjo debido a la necesidad por parte de los

usuarios de la tecnología satelital GPS de disponer de un marco o sistema de

114

referencia moderno, acorde con las exactitudes generadas por el uso continuo y

creciente de esta técnica en Venezuela.

La nueva Red Geodésica se referencia en el Elipsoide GRS-80 y se ha

desarrollado con tecnología GPS, cambiando la referencia elipsoidal que existió

hasta 1999, cuando por resolución del Ministerio del Ambiente y de los

Recursos Naturales se cambia del elipsoide Hayford 1924 al GRS-80.

Actualmente se tienen los parámetros de transformación de un elipsoide al otro

y la red REGVEN en proceso de densificación y el establecimiento de una Red

de Estaciones Permanentes de Monitoreo y Observación Satelital (REMOS). En

el año de 1980, la Asociación Internacional de Geodesia recomienda adoptar el

elipsoide GRS-80, pero se adopta desde 1999 cuando se cambia al nuevo

Datum SIRGAS- REGVEN (Sistema de Referencia Geocéntrico para América del

Sur - Red Geocéntrica Venezolana) en sustitución de La Canoa (Elipsoide

Internacional Hayford 1924), el cual será el nuevo marco de referencia y

REGVEN materializa en Venezuela la densificación de la Red SIRGAS. Este

nuevo sistema de referencia se encuentra referido al ITRF (International

Terrestrial Reference Frame) 94, época 1995.4 con el elipsoide GRS-80.

Posteriormente el Instituto Geográfico de Venezuela Simón Bolívar aumenta el

número de estaciones conectadas a SIRGAS y enlazando la Red REGVEN del

Norte con la Red GPS SUR para formar una sola red que abarca todo el

Territorio.

El Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS), el cual

fue recomendado para su adopción por todos los países del continente durante

la séptima Conferencia Cartográfica Regional de las Naciones Unidas para las

Américas, que servirá de base para la construcción de la Infraestructura de

Datos Espaciales de las Américas, desde el punto de vista cartográfico, es

compatible con el Sistema Geodésico de Referencia adoptado para Venezuela;

por lo que sólo en aquellos casos en que sea requerida una alta exactitud

posicional se deberá realizar la transformación entre los sistemas en cuestión.

115

Análisis de los datos

Definición de las variables y generación de mapas temáticos

En el mapa de susceptibilidad a los deslizamientos, se zonifican áreas

con probabilidades de ocurrencia de desplazamiento de material. Este mapa

representa la síntesis de un conjunto de variables que intervienen en la

generación de los deslizamientos, es por esta razón, que se deben considerar

todos los aspectos que puedan relacionarse con el medio y que tengan un

indudable protagonismo, y tal como se menciono anteriormente, en este

trabajo se consideraron las siguientes:

Geología

El mapa de geología de superficie, muestra la interrelación entre las

características de tipo geológico como las estructuras y la litología, tomado de

del “Proyecto Ávila – Mapa de Riesgo” (IGVSB/MARN, 2002, Urbani, 2002a,

2002b, 2002c, 2002d, 2000a, 200b, 1999, y Urbani y Otros 2000). Para el

algebra de mapas se le asigna una ponderación a cada Unidad litodémica,

presente en el área de estudio, siguiendo el criterio de expertos a través del

Método de Jerarquías Analíticas, en atención a las características geotécnicas de

las unidades litológicas, las ponderaciones asignadas reclasifican el mapa con

valores del 1 al 5, donde el 1 representa la mínima susceptibilidad a producir

fenómenos de remoción en masa y el 5 la máxima, tal como se muestran en el

cuadro 1.

Geomorfología

La geomorfología muestra unidades clasificadas según su origen,

enfatizando sobre las formas de relieve, tales como curvaturas, pendiente y

orientación de las pendientes, construidos a partir de la información

topográfica.

116

Cuadro 1.

Reclasificación según unidades litodémicas.

Modelo Digital del Terreno (MDT)

El MDT (figura 6) fue elaborado por interpolación del mapa topográfico

nacional de Venezuela a escala 1:25.000, que data de 1979. Este mapa está

configurado en hojas rectangulares de 7,5’x5’ de arco, con curvas de nivel

separadas cada 20 m, generadas por restitución fotogramétrica, el sector de las

hojas correspondiente al área de estudio se escaneó, creando una imagen

raster que luego fue vectorizada a través de la digitalización directamente en

pantalla, creando una capa vectorial de líneas con las curvas de nivel

digitalizadas, a partir de las cuales se interpoló el MDT con el procedimiento de

Unidad Litodémica Sup. (Km2) Valoración Grupo Cabo Blanco 2,67 4 Gneis de la Colonia Tovar 29,69 1 Meta-Granito de Naiguatá 40,34 1 Super Asociación Metamórfica de la Cordillera de la Costa

16,15 4

Metagranito 0,05 1 Metadiorita de Todasana 13,42 1 Terrazas 0,12 5 Formación La Sabana 0,38 3 Augengneis de Peña de Mora 0,41 1 Formación La Playita 12,86 3 Esquisto de Tacagua 94,69 5 Complejo san Julián 404,4 1 Asociación Metamórfica Ávila 151,7 1 Mármol de Antimano 59,27 4 Serpentinita 14,58 2 Aluvión Cuaternario 33,39 5 Augengneis de Peña de Mora 110,5 1 Anfibolita de Nirgua 46,56 2 Meta-Tonalita de Caruao 18,24 1 Mármol de Senda 0,28 4 Esquistos de Las Brisas 4,98 3 Esquistos de Las Mercedes 117,6 4

117

Kriging Ordinario en una malla raster de 30 m de resolución. La interpolación

produjo algunos vacios claramente identificables en las áreas planas, lo cual se

corrigió parcialmente, añadiendo a la capa vectorial, los puntos de control

terrestre del mapa topográfico original, así como otros puntos interpolados

visualmente por levantamiento de campo con GPS, a partir de este modelo y

utilizando las aplicaciones de potentes software para el tratamiento de

información Geoespacial como ARCGIS, ERDAS, MAPINFO y SEXTANTE se

construyeron los mapas descritos a continuación:

Figura 6. Modelo Digital del Terreno

Morfometría local

Para este aspecto se determinaron otras variables relacionadas con el

relieve tales como: la orientación de la pendiente, la curvatura vertical (en la

dirección de la máxima pendiente), la curvatura horizontal (la perpendicular a la

máxima pendiente) y la curvatura general (un valor promedio), a partir del

MDT. El método utilizado fue el de ajuste de un polinomio de grado 3 (Olaya,

2006). Las últimas 3 capas permiten conocer la concavidad y convexidad del

terreno y dan una idea de los procesos de acumulación y denudación, así como

el patrón de erosión predominante.

118

Inclinación de la Pendiente

El mapa se construyó a partir del modelo digital de elevaciones, para la

definición de las clases de pendiente se uso el criterio propuesto en POTEV

(2005), donde se establecen los diferentes rangos basándose en un análisis

morfológico del área de estudio a través de perfiles topográficos. Mediante

estos perfiles y considerando las roturas de pendientes se elaboran histogramas

de frecuencia, observando los rangos más comunes de estas y relacionándolo

con el ángulo de fricción interna de la litología que aflora en el sector, para este

estudio se definieron los valores y el mapa fue reclasificado en cinco rangos de

pendiente de acuerdo a lo mostrado en el cuadro 2.

Cuadro 2.

Reclasificación según rangos de pendientes

Índice Descripción Rango (º) 1 Muy Bajo < 5 2 Bajo 5 -15 3 Moderado 15 - 25 4 Alto 25 - 35 5 Muy Alto > 35

Orientación de las Pendientes

La orientación del terreno se calculó como el ángulo medido en la

dirección horaria desde el norte (acimut) donde se produce la máxima

pendiente. Calculada a partir del MDT es la dirección donde se produce el

máximo grado de cambio en la altitud en cada celda con respecto a sus 8

vecinos. Los valores obtenidos en el mapa de orientaciones resultante fue

reclasificado para asignarle un índice, en atención a su coincidencia con la

orientación de las foliciaciones de la litología aflorante, de acuerdo a los

intervalos de clase mostrados en el cuadro 3.

119

Curvatura del terreno

La curvatura es una variable topográfica que representa el grado de

cambio de la pendiente en el espacio. Las dos direcciones en las que la

curvatura del terreno tiene una significancia en aplicaciones geomorfológicas o

hidrológicas son: a) la dirección de la máxima pendiente (curvatura en perfil), y

b) la dirección perpendicular a la máxima pendiente (curvatura en planta). La

curvatura en perfil es la curvatura de la superficie del terreno en la dirección

de la pendiente. Mide el grado de cambio de la pendiente que afecta a la

aceleración o deceleración del flujo del agua, e influencia la erosión y

deposición de las partículas del suelo. Las áreas con un perfil convexo indicarán

mayor potencial para la erosión, y áreas con perfil cóncavo indicarán mayor

potencial para la deposición. Por su parte la curvatura en planta es la

curvatura en la dirección perpendicular a la pendiente. Mide la divergencia o

convergencia del flujo del agua, y por tanto de la concentración de agua en el

paisaje. Representa la curvatura de las curvas de nivel de un mapa topográfico.

Cuadro 3.

Reclasificación según Orientación de pendientes

Índice Descripción Rango (º)

Azimut Muy Alto Noreste 0 - 45

Alto Estenoreste 45 - 90 Muy Bajo Estesureste 90 - 135

Medio Sureste 135 - 180 Bajo Sursuroeste 180 - 225

Muy Bajo Oestesuroeste 225 - 270 Alto Oestenoroeste 270 - 315

Muy Alto Noroeste 315 - 360

Para este trabajo la curvatura se determinó usando las aplicaciones del

software ArcGis, este programa determina el grado de cambio de la pendiente

en el espacio, usando un algoritmo que representa la segunda derivada de la

120

altitud. Una vez obtenida la curvatura, se reclasificaron los valores de acuerdo a

los criterios mostrados en el cuadro 4.

Cuadro 4

Reclasificación según Curvatura

Índice Descripción Rango Bajo Superficie cóncava. < -0,2

Medio Superficie Rectilínea -0,2 – 0,2 Alto Superficie Convexa > 0,2

Hidrología

Preparación del MDT: se eliminaron las depresiones del MDT, derivadas

de los procesos matemáticos de interpolación, para poder calcular las distintas

variables hidrológicas. Para ello SEXTANTE dispone de un módulo de

preprocesado que permite eliminar estas depresiones o, alternativamente,

definir el comportamiento del flujo en las depresiones, para luego operar y

calcular las variables necesarias para el análisis hidrológico tales como:

Dirección del flujo.

En este caso se uso la potencialidad del software para determinar la

dirección del flujo en cada celda del MDT, para ello se consideró que la

dirección que toma el flujo de agua en una superficie es, para cada celda,

aquella en la que se produce la máxima pendiente descendente en cada

entorno de 3 x 3 celdas. El resultado final es una matriz de direcciones o

ángulos respecto al norte, similar a un mapa de orientaciones, que apunta en

cada celda a la vecina en la cual se produce la máxima pendiente.

121

Flujo Acumulado

El flujo acumulado de cada celda es el valor de la superficie situada aguas

arriba de esa celda que acumula todo el flujo, de manera equivalente a una

cuenca hidrográfica. En sextante existen siete procedimientos de cálculo, desde

el clásico flujo unidimensional, con dirección de flujo entre los centros de las

celdas o con dirección de flujo libre (a cualquier parte de la celda). Para el

presente estudio, el método que dio mejores resultados fue el Kinematic

Routing Algorithm (KRA), que es un modelo unidimensional con flujo libre del

agua por todo el MDT. Esta capa se generó, a partir del MDT, para el área total

de estudio, empleando la matriz de dirección de flujo, para obtener el número

de celdas vecinas, aguas arriba, que fluyen a cada celda.

Área de drenaje específica

Es el área de drenaje por unidad de longitud de curva de nivel, la cual se

calculó con las opciones de raster calculator del modulo Spatial Analyis de

ArcGis, usando como fuente de información el MDT en función de la matriz de

flujo acumulado, que representa, para cada celda, el número de celdas que

drenan allí, y por lo tanto el área de drenaje específica se calculó como:

As = Ac · L2 / [L ó (2L2)1/2]

Siendo:

As = Área de drenaje específica

Ac = Flujo acumulado (número de celdas)

L = Resolución del MDT [m]

(Se empleará L Ó (2L2)1/2 dependiendo de si la dirección del flujo es o no

diagonal)

El resultado es el área de drenaje por unidad de longitud de curva de

nivel y representa una medida indirecta de la escorrentía superficial y

subsuperficial que ocurre en un punto determinado del paisaje. Integra los

efectos combinados de la superficie que contribuye a dicho punto y de la

convergencia y divergencia del flujo, representando un índice de la distribución

122

de agua en el suelo y de la localización potencial de zonas de saturación en una

cuenca.

Índice topográfico de humedad

Este índice se calculó como un atributo secundario del MDT y para este

estudio se consideró como una adaptación del modelo TOPMODEL (Beven y

Kirkby, 1997). Este modelo calcula la evolución de la zona saturada, como

fuente de escorrentía, en base a la topografía de la cuenca y la transmisividad

del suelo, para lo cual calcula un índice topográfico o índice de humedad, de

acuerdo a la expresión:

W = ln (As / tan b)

Siendo:

W = Índice de humedad

As = Área de drenaje específica

b= Ángulo de la pendiente local

Como puede observarse en la expresión se usan, para el índice

topográfico de humedad dos variables obtenidas previamente del MDT, como

son el área de drenaje específica y ángulo de la pendiente local, representado

este ultimo en el mapa de pendientes.

Este índice se empleo para predecir el contenido de humedad del suelo y

para identificar áreas de erosión y /o deposición potencial de materiales, y para

la predicción de zonas con potencial de generar fenómenos de remoción en

masa, según los criterios mostrados en el cuadro 5.

Índice de la potencia del flujo superficial (Stream power index)

Es un estimador de la fuerza erosiva del flujo superficial, Moore y otros

(1988) concibieron este índice a partir de las variables topográficas área de

drenaje específica y pendiente, con el fin de predecir las áreas potenciales con

123

riesgo de desarrollo de procesos erosivos debido a la concentración del flujo

superficial. Para este caso el índice se expresa como:

O = As * tan b

Siendo:

O = Índice de la potencia del flujo superficial

As = Área de drenaje específica

b= Ángulo de la pendiente local

Cuadro 5

Reclasificación según el índice topográfico de humedad

Índice Descripción Rango

1 Muy bajo 5 - 8 2 Bajo 8 -11 3 Medio 11 - 14 4 Alto 14 -17 5 Muy Alto >17

En atención a las aplicaciones de Moore (Ob. Cit.) se reclasificaron los valores

de acuerdo a lo mostrado en el cuadro 6.

Cuadro 6

Reclasificación según el índice de la potencia del flujo superficial

Índice Descripción Rango

1 Muy bajo < -40.000 2 Bajo -40.000 - 0 3 Medio 0 – 20.000 4 Alto 20.000 – 50.000 5 Muy Alto >50.000

Este índice indica las áreas donde existe potencial para la concentración

del flujo superficial y donde, además, la pendiente puede producir que el flujo

124

alcance una velocidad tal que provoque la incisión del flujo con el consiguiente

desarrollo de cárcavas, no existen unos valores del índice umbrales que

determinen el riesgo de existencia de cárcavas en un terreno, ya que el

desarrollo de éstas no sólo depende de la topografía sino de la textura,

estructura del suelo, la litología de los materiales, la cobertura vegetal, etc. En

cada situación se deberán establecer las correlaciones entre el índice y la

existencia de cárcavas observada en campo.

Índice de la capacidad de transporte de sedimentos (Sediment transport capacity index)

Es un índice utilizado para estimar el potencial topográfico para la

erosión o deposición por medio de una expresión que representa el cambio en

la capacidad de transporte de sedimentos en la dirección del flujo, en este caso

el índice se calculó con la expresión:

LS = (As / 22.13)0,6 * (Sen b / 0.0896)1,3

Siendo:

LS = Índice de la capacidad de transporte de sedimentos

As = Área de drenaje específica

b= Ángulo de la pendiente local

Luego los resultados fueron reclasificados según lo indicado en el cuadro

7.

Cuadro 7

Reclasificación según el índice de la capacidad de transporte de sedimentos

Índice Descripción Rango

1 Muy bajo <2 2 Bajo 2 - 3 3 Medio 3 - 4 4 Alto 4 - 5 5 Muy Alto <5

125

Riesgo potencial de erosión

Este mapa se construyó siguiendo la metodología propuesta por

(CORINE, 1992), la cual se muestra en la figura 7.

Erosividad climática

El mapa de Erosividad climática se obtuvo a través del tratamiento de

datos pluviométricos y de temperatura. En tal sentido, para obtener información

lo más completa posible sobre la distribución de la precipitación y la agresividad

de la lluvia en el Macizo Ávila se llevó a cabo una interpolación superficial de los

valores pluviométricos, de las estaciones que se especifican en el cuadro 8. De

este modo se generaron imágenes en formato raster con una resolución

espacial de 30 metros. El método de interpolación usado fue IDW (Inverse

Distance Weighted; Watson y Phillip, 1985), según el cual el "peso" de cada

estación en un punto determinado disminuye frente a los demás con la

distancia. Tal como se muestra en la figura 7, para obtener el Índice de

Erosionabiliodad Climática (IEC), se usaron datos de precipitación y evaporación

potencial, de las estaciones mostradas en el cuadro 8, de acuerdo a los

postulados de Fournier-Arnoldus (FI) y del Índice ombrotérmico de Balgnoujs-

Gaussen (BGI).

Figura 7. Esquema metodológico para la obtención del Riesgo Potencial de Erosión.

126

Cuadro 8

Valores de precipitación y temperatura.

Estación Ubicación Datos Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total

Media

Caracas Cagigal

Lat, 10° 30’ Prec, (mm) 21 16 14 37 85 108 106 111 99 121 76 41 837 Lon, 66° 56’ Tem (°C) 19,1 19,4 20,3 21,2 21,9 21,5 21,2 21,4 21,7 21,4 20,6 19,7 20,8

Colonia Tovar Lat, 10° 25’ Prec, (mm) 40 25 24 74 114 141 160 143 151 158 117 53 1200 Lon, 67° 17’ Tem (°C) 15,6 16,0 16,8 17,5 17,5 16,9 16,6 16,9 17,1 17,2 16,8 16,1 16,8

Maiquetía Lat, 10° 36’ Prec, (mm) 43 30 25 23 33 53 51 51 50 45 51 59 514 Lon, 66° 59’ Tem (°C) 24,5 24,4 24,8 25,6 26,5 26,6 26,4 27,0 27,5 27,3 26,6 25,4 26,1

Salmeron Lat, 10° 28’ Prec, (mm) 101 41 37 61 84 205 202 137 92 167 192 146 1416 Lon, 66° 23’ Tem (°C)

Los Caracas Lat, 10° 38’ Prec, (mm) 125 29 56 35 50 104 115 71 47 91 152 203 1078 Lon, 66° 34’ Tem (°C)

Chuspa Lat, 10° 37’ Prec, (mm) 172 57 99 32 103 149 94 150 42 108 269 186 1461 Lon, 66° 19’ Tem (°C)

La Sabana Lat, 10° 37’ Prec, (mm) 151 37 41 47 45 122 94 114 38 146 332 214 1381 Lon, 66° 23’ Tem (°C)

Carayaca Lat, 10° 32’ Prec, (mm) 67 6 7 48 109 71 77 110 84 95 93 76 841 Lon, 67° 07’ Tem (°C)

Los Castillos Lat, 10° 32’ Prec, (mm) 99 78 23 26 54 91 124 101 101 133 85 80 995 Lon, 66° 56’ Tem (°C) 15,4 15,1 16,1 17,2 17,7 17,1 16,9 17,5 17,9 17,5 17 16,5 16,6

Guatire Lat, 10° 28’ Prec, (mm) 42 12 7 30 84 189 158 120 98 69 89 66 976 Lon, 66° 32’ Tem (°C) 21,3 22,5 22,1 2,9 22,6 21,2 21,5 21,2 21,4 21,9 20,8 19,8 20,5

Macanillal Lat, 10° 32’ Prec, (mm) 83 51 21 55 120 196 179 154 175 154 120 96 1409 Lon, 66° 45’ Tem (°C)

Fila Maestra Lat, 10° 33’ Prec, (mm) 51 27 21 46 117 106 164 166 182 187 128 100 1375 Lon, 66° 49’ Tem (°C)

Naiguata Lat, 10° 37’ Prec, (mm) 88 80 40 18 24 60 50 43 42 55 86 163 749 Lon, 66° 44’ Tem (°C)

Las Mercedes Lat, 10° 28’ Prec, (mm) 67 94 9 12 24 33 33 21 40 31 16 30 411 Lon, 67° 11’ Tem (°C)

San Isidro Lat, 10° 33’ Prec, (mm) 98 105 18 42 118 115 116 190 132 183 116 94 1325 Lon, 66° 54’ Tem (°C)

Manzanares Lat, 10° 34’ Prec, (mm) 199 209 7 30 167 77 115 135 154 170 228 118 1609 Lon, 66° 53’ Tem (°C)

Macuto Lat, 10° 36’ Prec, (mm) 96 158 3 27 71 37 35 57 48 84 125 78 Lon, 66° 54’ Tem (°C)

San José Lat, 10° 35’ Prec, (mm) 127 212 20 35 90 74 63 96 77 74 269 106 Lon, 66° 54’ Tem (°C)

Humboldt Lat, 10° 32’ Prec, (mm) 184 145 18 41 64 53 121 114 92 164 223 43 1262 Lon, 66° 53’ Tem (°C)

San Francisco Lat, 10° 33’ Prec, (mm) 156 203 18 26 107 140 135 188 101 153 118 112 1458 Lon, 66° 53’ Tem (°C)

Los Venados Lat, 10° 32’ Prec, (mm) 84 82 16 27 111 71 70 168 79 134 68 60 970 Lon, 66° 54’ Tem (°C) Picaho de Galipan

Lat, 10° 34’ Prec, (mm) 54 76 23 25 82 68 68 109 74 116 112 80 888 Lon, 66° 55’ Tem (°C)

Los Teques Lat, 10° 21’ Prec, (mm) 24 11 8 57 122 203 172 149 157 136 80 56 1125 Lon, 66° 02’ Tem (°C)

127

Índice “FI” Foumier

El Índice de Fournier, modificado por Arnoldus, representa la agresividad

climática y se obtuvo por la expresión:

FI = ∑ (pi2 /p); sumatoria de i = 1 a i = 12;

Donde:

FI = Índice de Fournier-Arnoldus

pi = Precipitación del mes i (mm)

p = Precipitación anual (mm)

El FI se reclasificó en 5 clases, según el cuadro 9.

Cuadro 9.

Reclasificación según el índice modificado de Fournier-Arnoldus

Índice Descripción Valor 1 Muy Bajo < 60 2 Bajo 60 - 80 3 Moderado 80 - 100 4 Alto 100 - 120 5 Muy Alto > 120

Índice “BGI” Bagnould - Gaussen

El Índice ombrotérmico de Bagnoujs-Gaussen (BGI) se calculó a partir

del Balance de humedad mes a mes, estimando la evapotranspiración a partir

de la temperatura, por lo que constituye una estimación de la aridez climática, y

se obtuvo aplicando la formulación:

BGI = ∑ (2ti - pi) ki, sumatoria de i = 1 a i = 12;

Donde:

BGI = Índice Ombrotérmico de Bagnoujs-Gaussen

ti = temperatura del mes i (ºC)

pi = precipitación del mes i (mm)

ki = Porción donde (2ti - pi) > 0

128

El valor de BGI se reclasificó en cuatro clases, según el cuadro 10.

Cuadro 10.

Reclasificación según el índice ombrotérmico de Bagnoujs-Gaussen

Índice Descripción Valor 1 Húmedo 0 2 Moderamente Húmedo 0-50 3 Seco 50-130 4 Muy Seco >130

Erosividad Climática

Por su parte la Erosividad Climática (EC), se obtuvo como el producto de

FI y BGI, de acuerdo a la expresión:

IEC = FI * BGI;

Donde:

IEC = Índice de Erosividad Climática

FI = Índice de Fournier-Arnoldus

BGI = Índice Ombrotérmico de Bagnoujs-Gaussen

Este índice de Erosividad Climática se reclasificó en bajo Moderado y alto.

129

Erosividad del suelo

Se utilizó la metodología propuesta por Almorox et al (1994), modificada

por Lineros (1999) y Rafaelli (2003), el Índice de Erosividad del Suelo (IES) se

evalúa considerando la granulometría, profundidad y pedregosidad superficial,

que en este caso fue reemplazada por la materia orgánica.

Textura

Para el caso de la textura, esta se determinó por el método de boyucos

sobre muestras tomadas en cada una de las unidades litodémicas, obteniendo

su clasificación textural a partir del diagrama de textura del USDA y se

definieron tres valores de erosionabilidad, según se muestra en el Cuadro 11.

Cuadro 11. Reclasificación de la erosionabilidad según textura.

Índice Descripción Textura Donde: C: Arcillosa, SC: Arcillo-arenosa, ZC: Arcilllo-limosa. SCL: Franco-arcillo-arenosa, CL: Franco-arcillosa, ZCL: Franco-arcillo-limosa, LS: Arenosa-franca, S: Arenosa. L: Franca, ZL: Franco-limosa, Z: Limosa, SL: Franco-arenosa

1 Ligeramente Erosionable

C, SC, ZC

2 Moderadamente erosionable

SCL, CL, ZCL, LS, S

3 Altamente Erosionable

L, ZL, Z, SL

Profundidad La profundidad del suelo se establece como la distancia entre la

superficie y la base del perfil, y fue obtenida directamente en campo por

mediciones sobre los perfiles y se clasificaron, según el cuadro 12.

Contenido de materia orgánica del suelo

El método propuesto por Almorox y otros (1994), plantea la evaluación

de la pedregosidad, sin embargo, sobre la base del estudio realizado por

130

Lineros (1999), este dato se reemplazará por el contenido de materia orgánica,

debido a que la pedregosidad es importante en zonas secas y áridas. Además la

medición de este parámetro involucra una mayor intensidad de muestreo y

eleva por tanto los costos del estudio. Por lo anterior y de acuerdo a lo

señalado en Aguilo y otros (1994) con respecto a parámetros condicionantes de

erosionabilidad del suelo se determinó incluir el contenido de material orgánica,

dado que la materia orgánica fresca está formada por restos de vegetales y

animales de toda naturaleza que se superponen al suelo mineral (sistemas

forestales) o se incorporan a él (tierras de cultivo). Además, la incorporación de

materia orgánica mejora la estructura del suelo, y con ello su permeabilidad y

su resistencia a la acción de las gotas de lluvia y al transporte (López, 1994).

Cuadro 12

Reclasificación de la erosionabilidad según la profundidad del suelo

Índice Descripción Profundidad (cm) 1 Ligeramente

Erosionable >75

2 Moderadamente erosionable

25-75

3 Altamente Erosionable

<25

El valor del material orgánico se determinó en muestras de terreno

tomadas, por unidad litodémica, en los primeros 20 cm de superficie, estas

muestras fueron tratadas en el laboratorio extrayendo su contenido de materia

orgánica, y finalmente se establecieron rangos de valores que se presentan en

el cuadro 13.

Cálculo del índice de pendiente

El Índice de Pendiente (IP) se calculó a partir de datos topográficos, en

este caso curvas de nivel a intervalos de 20 metros, rasterizadas de los mapas

topográficos a escala 1:25.000 del IGVSB, con las cuales se construyó un MDT

con tamaño de celda de 30 metros, usando las aplicaciones de los SIG, para

obtener un mapa de pendientes en grados.

131

Cuadro 13.

Reclasificación de la erosionabilidad según el contenido de materia orgánica

Índice Descripción Contenido de M.O. (%)

1 Ligeramente Erosionable

> 20

2 Moderadamente erosionable

10 - 20

3 Altamente Erosionable

<10

El Índice de Erosionabilidad del Suelo, se calculo aplicando la siguiente

ecuación:

IES = CT * CPro * CMO

Donde:

IES = Índice de Erosividad del Suelo

CT = Clase Textural

CPro= Clase de Profundidad

CMO = Clase de Materia Orgánica

Después de realizado el cálculo se reclasificó el índice, según el cuadro 14.

Cuadro 14.

Reclasificación según el índice de erosividad del suelo.

Índice Descripción Valor 1 Bajo 0-3 2 Moderado 3-6 3 Alto > 6

132

Cálculo Riesgo de Erosión Potencial

Como muestra el esquema, el Riesgo de Erosión Potencial (REP) se

obtiene como el producto de los índices anteriormente calculados, usando la

siguiente expresión:

REP = IES * IEC * IP

Donde:

REP = Riesgo de Erosión Potencial

IES = Índice de Erosividad del Suelo

EC = Índice de Erosividad Climática

IP = Índice de Pendiente

El REP se reclasifica en cuatro clases, tal como se muestra en el cuadro 15.

Cuadro 15

Reclasificación según el riesgo potencial de erosión

Índice Descripción Valor 0 Ninguno 0 1 Bajo 0 -5 2 Moderado 5 - 11 3 Alto > 11

Todos los mapas elaborados hasta el momento, conjuntamente con la

información satelital y aerofotogramétrica serán usados más adelante para

aplicar el algoritmo y obtener la amenaza por fenómenos de remoción en masa.

Procesamiento de Productos de Teledetección Fotografías aéreas Se emplearon las fotos aéreas de la misión 0304193, a escala: 1:25.000

de febrero de 2002, del Instituto Geográfico de Venezuela “Simón Bolívar”; con

esta información se detectó, a través de la fotointerpretación, la ubicación de

procesos de remoción en masa ocurridos en diciembre de 1999, así como

133

elementos de uso y aprovechamiento del espacio, con lo cual se densificó y

actualizó la información histórica existente, elaborando un mapa inventario de

deslizamientos.

Imágenes de satélite

Estas consisten en composiciones en falso color de los sensores Landsat

ETM+ y SOPT, correspondientes al tramo central de la Cordillera de la Costa,

cubriendo la región centro norte costera de Venezuela. Específicamente se

usaron las imágenes: p004r053_7t20000428_z19_nn12345.tif. y la

659/329/2007/12/09.

La imagen p004r053_7t20000428_z19_nn12345.tif, fue generada

por el satélite LANDSAT ETM+ con fecha 28/04/2000, mientras que la

659/329/2007/12/09 es una imagen del satélite SPOT 5 (figura 8), de

fecha 09/12/2007 y se corresponden con el área que fue seriamente afectada

por los fenómenos de remoción en masa en diciembre de 1999.

Los datos del LANDSAT fueron descargados del servidor

www.landcover.org, Global Land Cover Facility, Maryland University – Interface

WEB, el cual ofrece Imágenes satelitales Landsat MSS, TM y ETM+; ASTER;

MODIS; NOAA AVHRR; Modelos de Elevación Digital (DEM) SRTM, y otros

productos elaborados, como composiciones multi-temporales de imágenes,

NDVI, etc. La mayoría de las imágenes y productos disponibles están en

formato GeoTiff por lo que pueden ser importados directamente a muchas

aplicaciones SIG, programas de procesamiento de imágenes satelitales para

crear imágenes en color real o falso color, o simplemente a cualquier

visualizador de imágenes. Los datos se descargaron mediante un procedimiento

interactivo, siguiendo las instrucciones suministradas en la página de acceso a

la información: http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jsp,

las imágenes corresponden al sensor Thematic Mapper del satélite Landsat 5 y

el sensor Enhanced Thematic Mapper Plus del satélite Landsat 7. Las imágenes

generadas por este satélite, como lo indica su nombre en inglés, son producidas

especialmente para la generación de cartografía temática. Las escenas

completas abarcan una superficie de 185 Km. x 185 Km. proporcionando

134

información en varias bandas: 3 en el espectro visible (rojo, verde, azul) y 2 en

el infrarrojo (medio y cercano), con una resolución de píxel de 30 metros, 2 en

el térmico con una resolución de 60 metros y una imagen pancromática con

resolución de 15 metros.

Figura 8. Imagen del satélite SPOT 5

Por su parte la imagen SPOT de fecha 09/12/2007 fue suministrada por

el Laboratorio de Procesamiento Avanzado de Imágenes de Satélites (LPAIS)

http://lpais.fii.org, creado en el marco de la apertura y entrada en

funcionamiento del Centro Venezolano de Percepción Remota (CVPR), que el

Instituto Geográfico de Venezuela Simón Bolívar (IGVSB) adelanta con la

cooperación del Ministerio del Poder Popular para la Ciencia y Tecnología

(MCT), a través del Instituto de Ingeniería (FII), con la adquisición del Terminal

de Recepción de los satélites SPOT (TS-5) y la Telemetría asociada. Esta

disponibilidad faculta al Laboratorio para suministrar, en forma gratuita,

imágenes y productos con valor agregado, a los organismos del Estado

Venezolano, lo cual permite a estos reforzar su capacidad de gestión, así como

también solventar su debilidad en la carencia de información actualizada y

precisa sobre nuestros espacios geográficos, proveyendo la capacidad de

recibir, de forma continua, las imágenes capturadas por los satélites de

observación terrestre SPOT. (MPPCT, 2009 y Aguilera, 2009)

Para obtener información cartográfica de las imágenes de satélite

indicadas, fue necesario realizar los siguientes procedimientos:

135

Correcciones Geométricas

Las correcciones geométricas en las imágenes se realizaron con el

propósito de orientar la posición de los píxeles a un sistema de referencia

cartográfica, el proceso comprendió tres pasos:

1. La localización de puntos de control (GCP)

Para relacionar los valores de coordenadas al sistema cartográfico de

referencia señalado, se trabajo con el ortofotomapa de Caracas, a escala

1:25.000 del IGVSB, del año 1994, con georreferencia original en Canoa

PSAD56; esta referencia fue reproyectada para cumplir con la resolución del

Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales publicada en la Gaceta

Oficial Nº 36653, del 03 de Marzo de 1999, donde especifica la entrada en

vigencia, desde el 1 de Abril de 1999 como Datum oficial SIRGAS-REGVEN

como el sistema de referencia geocéntrico en Venezuela, en sustitución del

PSAD 56 (Hayford). REGVEN se presenta como una densificación del sistema

SIRGAS en el país; adoptando el IERF (Internacional Earth Rotation Service) y

el ITRF (International Terrestrial Reference Frame) con parámetros del

elipsoide GRS 80 (Geodetic Reference System de 1980), en la solución ITRF 94,

época 1995.4.

Sobre el ortototomapa se ubicaron 16 puntos claramente visibles en la

imagen, distribuidos de manera tal que cubran equitativamente toda la

cobertura, estos puntos se corresponden con intersección de vialidad,

infraestructura y cursos de agua, con lo cual se garantiza una identificación

inequívoca tanto en el ortofotomapa como en la imagen.

2. Obtención de los parámetros de transformación de las

coordenadas.

Las coordenadas de la imagen son transformadas a algún tipo de

coordenada cartográfica, para este caso se usaron las ecuaciones polinómicas

136

de segundo orden, generando una matriz de coeficientes calculada a partir de

los puntos de control, a través del método de regresión por mínimos cuadrados.

La meta en el cálculo de los coeficientes de la matriz es derivar las

ecuaciones polinómicas para las cuales existe la menor cantidad de error

cuando ellas se usan para transformar las coordenadas de referencia de los

puntos de control en coordenadas fuente.

Para verificar la precisión de la corrección se consideró el error medio

cuadrático (RMS) como la distancia entre la posición de entrada (fuente) de un

punto de control y la posición retransformada del mismo GCP. En otras

palabras, es la diferencia entre la coordenada de salida deseada y la

coordenada de salida real para el mismo punto, cuando el punto es

transformado con la transformación geométrica.

El error RMS se expresa como distancia en el sistema de coordenadas

fuente. Si las coordenadas del archivo de los datos son las coordenadas fuente,

entonces el error RMS es una distancia en unidades de pixel. Para este trabajo,

siempre se obtuvo un RMS por debajo de 1, lo que significa que el pixel de

referencia está por debajo de 1 pixel desplazado del pixel retransformado. Para

este caso se determinó un Pixel de 30 metros de resolución por lo tanto el error

siempre está por debajo de esta magnitud.

3. El remuestreo o reubicación de los píxeles

El último paso fue crear el archivo de salida, dado que la grilla

(cuadrícula) de pixeles en imagen fuente pocas veces coincide con la grilla de la

imagen de referencia, los pixeles son remuestreados de tal manera que se

puedan calcular los nuevos niveles digitales para el archivo de salida. Se

remuestreo por el método de Convolución cúbica, el cual usa los niveles

digitales de 16 pixeles en una ventana de 4 x 4 para calcular el valor de salida

con una función cúbica.

137

Correcciones Radiométricas

Para aproximar la respuesta recibida por el sensor a la real del objeto

observado en la superficie terrestre, se aplicaron métodos que tiendan a

eliminar la dispersión por sustracción. El método usado en este caso fue el

conocido como Histogram Minimum Method. Este método se limita a substraer

en cada banda el valor mínimo observado, ya que se supone que en una

escena siempre pueden existir algunos pixeles en sombra total, que en

ausencia de atmósfera no recibirían ni deberían reflejar ninguna energía de

procedencia solar. Sin embargo se consideró en este trabajo la mejora

propuesta por Chávez (1989a y 1989b), con el cual se obtuvo el valor de

dispersión encontrado para el infrarrojo medio y luego se calculó el valor teórico

de dispersión para el resto de las longitudes de onda, sobre todo para el efecto

Rayleigh.

Esta corrección radiométrica es necesaria para este estudio, por cuanto

los datos de la imagen fueron usados en análisis como clasificación supervisada

y no supervisada, así como cálculo del INDV. Primero que todo fue necesario

obtener la porción de la energía reflejada que alcanza el sensor, conocida como

radianza, para ello se analizó los valores del píxel de la imagen original, como

niveles digitales asociados a los registros eléctricos que percibió el sensor al

momento de la toma de la escena. Para devolver los valores de este código

binario a valores en unidades de energía, fue necesario conocer los parámetros

de compensación del sensor. El grupo de datos SPOT-5 nivel 1-A contiene

Niveles Digitales calibrados (NDs) que son cuantificados como enteros 8 bit no

signado. Los NDs calibrados fueron convertidos a radianza (la porción de

energía que recibe el sensor) usando la inclinación (pendiente), los parámetros

de compensación a partir del coeficiente de conversión de unidad, disponibles

para cada banda en la metadata, así como los parámetros de ganancia

conocidos. Este procedimiento se realizó con el software ENVI, el cual extrajo

los parámetros necesarios para calibrar los datos, usando el archivo

spot_radiance.sav, el cual se descargó de la siguiente página:

138

http://www.ittvis.com/UserCommunity/CodeLibrary/tabid/59/grm2i

d/1143/Default.aspx.

Con esta función se convierten los valores de Niveles Digitales SPOT a

valores de radianza en punto flotante (W.m-.Sr-1.um-1) usando para ello la

información de ganancia y offset encontrada en el archivo de cabecera de la

imagen ó del archivo de metadatos en formato DIMAP.

Ortocorrección

La imagen SPOT fue ortorrectificada usando los parámetros orbítales y el

Modelo de Elevación Digital del Terreno de la Misión del Radar Topográfico

(SRTM por sus siglas en ingles), adicionalmente el modelo de ortorrectificación

usado (por sus siglas en inglés: Rational Function Model), requiere conocer el

parámetro de ondulación geoidal promedio de la zona estudio, el procedimiento

de ortorectificación se realizó a través del cálculo de los coeficientes RPC (por

sus siglas en Inglés (Rational Polynomial Coefficients), conociendo la altura

geoidal u ondulación para cada píxel, para ello se busco en el archivo de

metadatos las coordenadas centrales de la imagen, para luego interpolar el

valor de la ondulación geoidal usando el software GEOIVEN y el modelo

MGCV04, este software fue diseñado por Hermógenes Suarez y otros (2006) en

el Laboratorio de Geodesia Física y Satelital de la Universidad del Zulia.

Calculo del Índice Normalizado de Diferencias de Vegetación (INDV)

Para el caso específico del cálculo del índice de vegetación de diferencia

normalizado, (NDVI por sus siglas en inglés), se usaron solamente 5 de las

bandas originales que proporciona el sensor y se detallan en el cuadro 16.

El Índice normalizado de diferencias de vegetación se obtiene con la

expresión: NDVI= (PIR-VIS)/(PIR+VIS), Siendo:

NDVI = Índice normalizado de diferencias de vegetación

PIR = Banda infrarrojo cercano

VIS = Banda roja

139

Con la aplicación de esta ecuación se generó una imagen con valores

normalizados entre 1 y -1, representando áreas en distintas degradaciones del

color verde que mostrarán altos valores de INDV y áreas con degradaciones del

color magenta que muestran bajos valores.

Cuadro 16

Aplicaciones de las distintas bandas del sensor TM +

Banda Denominación Aplicaciones

1

Azul visible

Mapeo de tipos de bosque, diferenciación

entre vegetación y suelos, identificación

de rasgos culturales (caminos,

urbanización, etc.)

2

Verde visible

Diferenciación entre tipos de plantas,

determinación del estado de la

vegetación, identificación de rasgos

culturales.

3 Rojo visible Diferenciación de especies vegetales y

rasgos culturales.

4

Infrarrojo cercano

Determinación de tipos y estado sanitario

de vegetación, delimitación de cuerpos de

agua.

5

Infrarrojo medio

Distinción entre nubes y nieve,

determinación del contenido de humedad

del suelo y la vegetación.

140

Ponderación de las capas temáticas

El algoritmo definido para el cálculo y zonificación de la amenaza

requiere la ponderación de las diferentes variables involucradas, por lo tanto

eligió, para la determinación objetiva de los pesos asignados a los criterios que

intervienen en los procesos de remoción en masa, una Técnica Compensatoria

Aditiva denominada Método de las Jerarquías Analíticas (MJA) o Analytic

Hierarchy Process (AHP) de Thomas Saaty, (1990) de la Evaluación

Multicriterios (EMC). Este método se basa en el desarrollo de prioridades (en

este caso, la importancia del criterio para la generación de un proceso de

deslizamiento), que a su vez son derivadas a partir de una evaluación de

concordancia o pairwise, llamados así debido a que sólo se permite el análisis

de relación de un par de criterios a la vez. Luego de identificar los pares de

criterios, estos son cualificados y cuantificados mediante juicio de expertos. En

este análisis cada parámetro recibe un puntaje de acuerdo al nivel de

importancia de la relación de pares analizados. Estos valores de concordancia

son luego ingresados a la MJA, convirtiendo esta evaluación subjetiva en un

conjunto de pesos lineales. La importancia de este método radica en que,

luego de la asignación de los pesos, otorga una medida global de consistencia

de la matriz, que permite valorar la relación de los criterios entre sí

determinando su coherencia y pertinencia.

Procedimiento

Se trata de un procedimiento de comparación por pares de los criterios

que parte de una matriz cuadrada en la cual el número de filas y columnas está

definido por el número de factores de inestabilidad considerados. A cada

elemento de la matriz se le asigna un valor que representa la importancia

relativa del valor de su fila con respecto a la columna en cuanto a posible

inestabilidad.

Se diseñó la matriz con su correspondiente escala de valoración para

estimar el coeficiente, cuadro 17. Se envió vía correo electrónico para ser

respondida por un grupo de profesionales especialistas en las áreas de

141

Geomorfología, Geología, Geotecnia, Geografía Física, Ciencias de la Tierra y

afines de las siguientes organizaciones nacionales e internacionales: Centro de

Procesamiento Digital de Imágenes (CPDI) del Ministerio del Poder Popular para

la Ciencia y la Tecnología; Fundación Venezolana de Investigaciones

Sismológicas (FUNVISIS), Centro de Estudios Integrales del Ambiente

(CENAMB) de la Universidad Central de Venezuela (UCV), Centro de Estudios

Geográficos de La Universidad del Zulia (LUZ), Núcleo de Investigaciones

estudios del Medio Físico Venezolano (NIMFV) y Departamento de Geografía e

Historia del Instituto Pedagógico de Caracas y Departamento de Geografía e

Historia del Instituto Pedagógico de Miranda “José Manuel Siso Martínez” de la

Universidad Pedagógica Experimental Libertador y el Instituto de Geografía de

la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Cuadro 17

Escala de valoración para estimar el Coeficiente de la matriz de jerarquías analíticas.

Se recibieron un total de 50 (cincuenta) matrices-muestras, las cuales se

sometieron a evaluación y se clasificaron en 5 (cinco) grupos según la

especialidad de los investigadores. Los resultados obtenidos fueron sometidos a

tratamiento estadístico, promediándolas en grupos de investigadores, para un

total de cinco grupos. Estos datos sirvieron para la identificación de los criterios

de decisión, estructuración de los factores de una forma jerarquía, establecer

importancia relativa y la asignación de los pesos a cada variable.

Nivel de Importancia

Definición Descripción

1 Igual preferencia Los dos criterios (x, j) contribuyen de igual manera a los procesos de remoción en masa

2 Moderada preferencia Pasadas experiencias favorecen ligeramente al criterio (x) sobre el (j)

3 Fuerte preferencia Prácticamente la dominancia del criterio (x) sobre el (j) está demostrada

4 Absoluta preferencia Existe evidencia que determina la supremacía del criterio (x)

142

Algebra de Mapas

El último paso para la obtención del mapa de amenaza por deslizamiento

es la combinación de todos los factores implicados en el desarrollo del mismo.

Tal combinación se logra con la superposición de los mapas y análisis

multicriterio que contengan las variables de interés, aplicando herramientas

específicas del Sistema de Información Geográfica utilizado. Para este caso se

utilizó el algebra de mapas a través del siguiente algoritmo de cálculo:

AD = [(UL*0,19) +(IP*0,18) +(OP*0,12) +(CT*0,08) +(W*0,13) +(O*0,12) +

(LS*0,10) + (REP*0,6) + (INDV*0,3)] / 9

Siendo:

AD = Amenaza por Deslizamientos

UL = Unidades Litodémicas

IP = Índice de Pendiente

OP = Orientación de las Pendientes

CT = Curvatura del Terreno

W = Índice de Topográfico Humedad

O = Índice de la Potencia del Flujo Superficial

LS = Índice de la Capacidad de Transporte de Sedimentos

REP = Riesgo de Erosión Potencial

INDV = Índice Normalizado de Diferencias de Vegetación

Finalmente se reclasifico el mapa de acuerdo a los intervalos definidos en

el cuadro 18.

143

Cuadro 18.

Reclasificación según la amenaza por fenómenos de remoción en masa

Índice Descripción Valor 1 Muy Bajo < 2,4 2 Bajo 2,4 -2,8 3 Moderado 2,8 – 3,1 4 Alto 3,1 – 3,5 5 Muy Alto < 3,5

Calibración del Modelo

Para fines de calibración del modelo se cruzó el mapa de susceptibilidad

final con el mapa inventario de deslizamientos, este último contiene información

del evento extraordinario de diciembre de 1999. Este procedimiento se realizó

con la intención de verificar si las zonas con mayor número de deslizamientos,

que corresponden al evento extraordinario, coinciden con la zona de mayor

susceptibilidad generada por el modelo.

144

CAPÍTULO V

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Distribución espacial de los fenómenos de remoción en masa en

diciembre de 1999

Al observar detalladamente la figura 9, destaca poderosamente la

distribución mayoritaria de los movimientos de masa en una franja altitudinal

comprendida entre los 1000 y 1500 msnm, coincidiendo en orden decreciente

sobre las Unidades litodemicas, Asociación metamórfica Ávila, Complejo san

Julián, Augengeis de Peña de Mora, Anfibolita de Nirgua, Serpentinita, Meta-

Tonalita de Caruao, Meta Granito de Naiquatá, Esquistos de Tacagua, y Mármol

de Antímano, las cuales teóricamente presentan una resistencia a los procesos

erosivos distinta al orden presentado. Esta situación aparentemente

contradictoria puede ser perfectamente justificada considerando la influencia de

otros factores como la vegetación y la concentración de las tormentas de

precipitación.

Figura 9. Mapa inventario de deslizamientos, Producto de una supervisión clasificada de la imagen Lansat de Abril de 2000.

145

Influencia de la Vegetación

Algunos investigadores reportan que la vegetación puede influenciar

positivamente en el incremento de la estabilidad de taludes, por cuanto las

raíces cuando penetran en el suelo modifican la estructura del mismo, alterando

la presión interna e incrementando la resistencia al corte. Sin embargo, esta

situación se produce en condiciones normales de precipitación, distribuida

durante toda la época de lluvias en periodos relativamente cortos de tiempo en

escala geológica, mientras que para condiciones extremas, con eventos

extraordinarios de precipitación, la presencia de espesa cobertura vegetal

puede convertirse en un factor que incrementa considerablemente la

inestabilidad del talud. En primer lugar la penetración de las raíces en suelos y

rocas favorece los proceros de meteorización, tanto física como química,

incrementando considerablemente la infiltración y provocando eventualmente la

saturación de los suelos, en segundo lugar la espesa vegetación incrementa la

carga sobre los suelos y ejerce efectos de tracción en el sentido de la

pendiente, adicionalmente cuando algunas de las raíces de los árboles mueren

se descomponen y crean vacíos modificando la estructura interna del suelo, lo

cual favorece el incremento de la inestabilidad de las vertientes.

Todas las condiciones mencionadas anteriormente se presentan en el

Macizo Ávila con la presencia de Bosque Húmedo y muy Húmedo Tropical en

atención a los montos pluvuométricos, en las partes medias y altas de las

cuencas, donde el ascenso orográfico de las masas de aire produce altos

vineles de nubosidad (figura 10), que con el transcurrir del tiempo van

configurando condiciones optimas para la existencia de un manto de alteración,

que para el caso de estudio ha sido reportado con profundidades superficiales

bastante profundos con varios metros en el perfil de suelo. Estos mantos de

alteración son los que constituyen los materiales inestables que producen

movimientos en masa de distintos tipos, de acuerdo a la composición litológica

y mineralógica del material parental que fue meteorizado.

146

Figura 10. Imagen Google Earth de junio de 2009. Obsérvese la distribución de la nubosidad y la espesa cobertura vegetal en la parte alta de las cuencas Optimo Pluviométrico Otra de las variables que explican la distribución espacial de los procesos

gravitacionales, la constituye la variabilidad espacial de las precipitaciones, que

para el caso del área de estudio está principalmente determinada por su

configuración fisiográfica, constituida por el tramo central de la cordillera de la

costa, orientada cuasi perpendicularamente a los vientos alisios del noerteste,

conformando una barrera que produce el ascenso forzado de las masas de aire,

provocando la existencia de un óptimo pluviográfico, el cual debe ser uno de los

rasgos más importantes para la distribución de la precipitación con relación a la

altitud. Tal óptimo corresponde a una elevación para la cual la precipitación es

máxima entre el nivel base y la cima de la cordillera. La ubicación altitudinal de

tal óptimo es muy variable, teniendo en cuenta la variabilidad de la humedad

absoluta, del nivel de base del valle y de las circulaciones locales. Un factor

147

principal en la explicación del óptimo pluviométrico es el carácter predominante

convectivo de las lluvias tropicales (Hastenrath, 1991), las zonas bajas reciben

menos lluvia porque se beneficia menos del ascenso orográfico y porque están

afectadas por evaporación de la lluvia que cae desde la base de las nubes. Por

encima del óptimo pluviográfico, la disminución de la humedad del aire con la

altura a escala global y de la cantidad de agua precipitable en las nubes

convectivas a escala local, son los dos factores que explican la disminución de

la precipitación con la altura en las montañas más altas. La evidencia

contundente de este comportamiento en el área de estudio puede observarse

en la cuadro 19, donde se presentan los datos de la estación Maiquetía de FAV

y varias estaciones a distinta altitud, sobre la cuenca de Galipan,

instrumentadas y operadas por el departamento de Ingeniería

hidrometeorológica de la UCV.

Cuadro 19 Datos de precipitación y altitud para determinar la ubicación del Optimo Puviométrico, en la vertiente norte de la Cordillera de la Costa.

Estación Long. Lat. Altitud (msnm)

Pre. (mm)

Gradiente (mm/100

m) Maiquetía 66° 59’

00’’W 10° 36’ 00’’N

43 514 +75,34

Macuto 66º53’55’’W 10º35’47’’N

116 818

San José 66º54’04.4’’W 10º34’34.1’’N

908 1243

Manzanares 66º53’23.7’’W 10º33’31.9’’N

1495 1608

San Francisco

66º52’33.7’’W 10º33’08.9’’N

1728 1457 - 49,85

San Isidro 66º53’32.8’’W 10º33’01.1’’N

1860 1325

Humboldt 66º52’40.5’’W 10º32’29.4’’N

2194 1262

La tabla muestra el incremento de las precipitaciones con la altitud

presentando un máximo de 1608 mm para la estación Manzanares a 1495

msnm, para luego registrar una disminución de los montos de precipitación a

148

medida que se eleva la altura sobre el nivel del mar, con lo cual podemos

obtener una aproximación a un gradiente positivo de 75,34 mm de precipitación

por cada 100 metros de altura y uno negativo de -49,85 mm de precipitación

por cada 100 metros de altura a partir de los 1500 metros de altitud. Estos

datos permiten afirmar que las precipitaciones registradas en diciembre de

1999 en la estación Maiquetía deben haber sufrido un incremento progresivo

hasta lograr el óptimo pluviométrico que puede establecerse alrededor de los

1500 msnmm; por consiguiente los 912 mm reportados en Maiquetía para los

días 14, 15 y 16 de diciembre de 1999 pueden convertirse fácilmente en unos

2000 mm en las altitudes indicadas para el optimo pluviométrico.

En atención a los argumentos planteados en los párrafos anteriores se

justifica totalmente la presencia mayoritaria de los movimientos de masa

ocurridos en 1999, sobre el manto de alteración de las rocas ígneo

metamórficas duras, que teóricamente son menos friables que los esquistos.

Obviamente el material removido en la parte media y alta de las vertientes,

sobre los mantos de alteración, no se corresponde con los grandes bloques de

roca depositados en los abanicos de algunas cuencas, como San Julián por

ejemplo; mas bien estos sedimentos conforman la matriz de los flujos

hiperconcentrados que transportaron los grandes bloques de roca retomados

de los causes y algunas vertientes adyacentes, que impactaron fuertemente la

infraestructura en los sectores poblados sobre los abanicos aluviales.

Matriz de Jerarquías analíticas

Como factores condicionantes de los movimientos gravitacionales se

seleccionaron: geología, pendiente del terreno, orientación de la pendiente,

índice topográfico de humedad, índice de la capacidad de transporte de

sedimentos, índice de la potencia de flujo superficial, curvatura del terreno,

índice normalizado de diferencia de vegetación y riesgo potencial de erosión. A

las variables se les asignó pesos en función de su influencia relativa en la

inestabilidad, según el criterio de los investigadores consultados. Los

resultados muestran claramente una contundente inclinación, por parte de los

149

investigadores, hacia las variables Geología y Pendiente del Terreno, con

asignaciones promedio de peso ponderado cercanas al 20%, después continúan

la orientación de la pendiente y los índices mencionados anteriormente

relacionados con el relieve, con valores que oscilan entre el 13 y el 10%,

finalmente se encuentran la curvatura del terreno, el riego potencial de erosión

y el INDV con ponderaciones inferiores del 10%.

Ponderación específica para cada variable

Geología

Como puede observarse en el cuadro 20 la variable geología fue pondera

por los grupos de investigadores con valor promedio del 19%, lo cual se

corresponde perfectamente con los planteamientos teóricos postulados en la

literatura especializada, asignándole a esta variable una absoluta preferencia.

Entendemos que los investigadores consultados aprecian suficientes evidencias

para determinar la supremacía de la geología sobre las demás variables,

considerando su naturaleza, caracteres mecánicos, físicos y químicos propios de

rocas ígneo-metamórficas con alto grado de intemperismo y tectónismo activo;

así Urbani (2000), (2002a) y (2002b), analiza la geología como una de las

principales variables ambientales que intervienen en la estabilidad de vertientes

o taludes, y para ello considera los siguientes indicadores.

Cuadro 20.

Matriz de Jerarquías Analíticas

150

Litología

Se entiende por litología al conjunto de materiales que forman la

estructura geológica e influyen en el relieve a través de su naturaleza,

caracteres mecánicos, físicos y químicos. Se entiende por materiales de la

estructura geológica a las rocas, es decir, asociaciones estables de minerales.

Para los fines de esta investigación nos interesan los afloramientos litológicos

superficiales. Esta puede ser valorada a partir de varias propiedades como:

composición mineralógica o tipo de material (roca o formación superficial),

textura, estructura, grado de meteorización y grado de fracturamiento. Para

este alcance del modelo el factor litología fue evaluado por los investigadores a

partir de una diversa gama de información, donde destaca la caracterización

mineralógica y la información cronoestratigráfica.

Estructuras

Teniendo en cuenta que este análisis es regional, el grado de

fracturamiento de los materiales litológicos se estima a partir de la cartografía

de fallas geológicas del mapa geológico. Como criterio de valoración de este

parámetro se toma la susceptibilidad directamente proporcional a la densidad

de fracturamiento.

Geotecnia

Según Galvão y otros (2008) y Cacya (2004) la estabilidad del suelo está

controlada por condiciones intrínsecas de orden químico, físico y biológico

como: la textura, la estructura, los coloides (calidad mineralógica y física de las

arcillas y de la materia orgánica), la profundidad del perfil, la densidad

aparente, la porosidad, y la plasticidad entre otras, condiciones que determinan

la resistencia al corte y dinámica de factores externos como el agua, la

pendiente, el uso y la cobertura. La estimación de la estabilidad y

susceptibilidad de los suelos a procesos morfodinámicos (movimientos en

masa) se realiza con base en la estructura y dinámica del agua. - óxidos y

arcillas - humus y las fuerzas de atracción y dispersión (fuerzas de Van der

Waal’s). Desde el punto de vista físico las arcillas se interpretan desde su

151

cualidad de consistencia y plasticidad, considerada como los umbrales mediante

el cual los minerales arcillosos pasan de estado sólido - plástico y liquido. Un

segundo criterio para la evaluación de la estabilidad o susceptibilidad de los

suelos, es la dinámica del agua en el perfil, la cual es controlada por las

propiedades fisicoquímicas y biológicas y que a diferencia de la erosión, no

actúa un agente de transporte (agua, hielo, viento); sin embargo el agua se

encuentra íntimamente asociado a la estabilidad inicialmente incrementando el

peso de la masa a desplazarse y al ayudar al flujo descendente, una vez

iniciado el movimiento en masa, ya que estrecha el límite plástico y en

consecuencia el proceso de fluidez. Igualmente ocasiona un aumento de la

presión del aire contenido en los poros y ejercen una fuerza que se manifiesta

en desplazamiento de los materiales. El suelo propiamente dicho es uno de los

receptores y reguladores del agua, factor muy dinámico que altera los estados

de equilibrio relativo o de estabilidad. La dinámica del agua en el suelo se

puede estimar mediante la capacidad de almacenamiento y regulación.

Dentro del ciclo hidrológico, el agua que pasa por los suelos puede:

infiltrase, escurrirse, ascender y almacenarse, de acuerdo con las características

fisicoquímicas y biológicas. Para el análisis de estabilidad y en lo relacionado

con los movimientos en masa, estas dinámicas se interpretan a partir de los

indicadores de capacidad de almacenamiento y retención de humedad,

considerando el agua como una masa que incrementa el peso y por lo tanto

facilita los movimientos en masa. Existen mecanismos por los cuales el agua es

retenida y almacenada en el suelo y están relacionadas a fuerzas derivadas de

las interfases líquido-aire o sólido - líquido del sistema suelo agua. Algunos

minerales del suelo como las arcillas pueden almacenar el agua dentro de su

estructura cristalina y provoca la expansión y contracción volviéndolas muy

dinámicas ante los cambios de humedad.

En su conjunto la variable geología fue ponderada con valor promedio de

19% de influencia para la generación de fenómenos de remoción en masa, lo

cual es bastante consistente con los planteamientos teóricos y los eventos

ocurridos en el pasado en el área de estudio.

152

Pendiente del terreno

Por su parte la pendiente del terreno fue ponderada con valores que en

promedio representan el 18 %, lo cual es bastante cercano a la geología, la alta

ponderación para esta variable es perfectamente entendible por cuanto resulta

del desnivel de la superficie, que revela las condiciones de rugosidad natural del

terreno. La pendiente es uno de los principales factores dinámicos y

particularmente de los movimientos en masa, ya que determinan la cantidad de

energía cinética y potencial de una masa inestable, por lo cual se califica la

susceptibilidad con los intervalos de pendiente; obtenidos del mapa de

pendiente elaborado con la información del mapa topográfico, aumentando la

susceptibilidad a mayor grado de inclinación de la pendiente en función de su

energía cinética y potencial.

Para el caso de la Cordillera de la Costa Central son bien conocidos los altos

valores de pendiente que caracterizan ambas vertientes del macizo Ávila, por

lo cual la supremacía de esta variable esta también plenamente justificada.

Orientación de las pendientes

Esta variable es influyente en la generación de fenómenos de remoción en

masa, cuando la orientación de las pendientes coincide con el rumbo de los

planos de foliación de las rocas aflorantes en el área de estudio, por lo cual

recibe una ponderación del 13 %.

Curvatura del terreno

Las formas de relieve son elementos de la superficie terrestre que se

definen por su constitución y características geométricas. Son producto de las

interacciones entre los procesos endógenos y exógenos, expresados en la

superficie terrestre. Obviamente la abundancia heterogénea de vertientes

cóncavas, convexas y onduladas indistintamente en todos los sectores de

ambas vertientes del Macizo Ávila, justifica la consideración en el antepenúltimo

lugar, con un valor promedio de 8% de ponderación como factor condiciónate

de los movimientos gravitacionales. Obviamente la curvatura del terreno

153

resulta de una expresión matemática donde los resultados no son tan obvios,

sin embrago los valores pueden emplearse para extraer algunas conclusiones

sencillas acerca de los patrones de erosión predominantes y otros procesos

físicos similares de tal manera que la ponderación de 12% asignada por los

especialistas consultados es consistente con los planteamientos teóricos ya que

una de las principales aplicaciones de esta variable, es el análisis de formas del

terreno (Dikau 1989), y en concreto en la derivación automática de mapas de

formas del terreno, como diferentes tipos de vertientes. En este sentido,

también es interesante combinar los mapas de clases de pendiente con el de

curvaturas para caracterizar las formas del terreno de una forma más completa.

Los variables tipificadas como índice topográfico de humedad, la potencia de

flujo y la capacidad de transporte de sedimentos fueron ponderados con valores

cercanos al 10% y su influencia está directamente relacionada con la

configuración topográfica.

Índice Normalizado de Diferencia de Vegetación

Este índice es un indicador de la cobertura vegetal en la superficie

terrestre cubierta por vegetación natural. El tipo, la densidad, la capacidad de

interceptación, el área de protección de cobertura vegetal constituye un factor

de resistencia o favorecimiento de procesos morfodinámicos como la erosión y

los movimientos en masa. En áreas de alta pendiente y de coberturas vegetales

de ciclos biológicos muy lentos y frágiles, toda intervención de estas, hace que

se aumente la susceptibilidad, tal como lo consideran Roa (2007) y Sampaio

(2006) al definir una relación entre la cobertura vegetal y los fenómenos de

remoción en masa en combinación con otras características físicas. Para el

caso especifico del área de estudio los investigadores consultados, asignan

valores bastante bajos que en promedio alcanzan apenas el 3%, lo cual le

atribuye a esta variable una baja influencia en la generación de movimientos en

masa. Es importante destacar que al parecer existe una amplia variabilidad de

criterios entre los investigadores respecto a la importancia de esta variable, lo

cual puede estar relacionado con la poca influencia de la cobertura vegetal,

observada en movimientos gravitaciones ocurridos en el pasado en el área de

154

estudio. Cabe destacar que en los eventos pasados se han registrados

indistintamente movimientos gravitacionales en todos los tipos y estratos de

cobertura vegetal.

Adicionalmente este índice pudiera relacionarse con los conflictos de uso

del espacio, los cuales se refieren al grado de antagonismo entre el uso actual

de un lugar y el uso potencial o el que se le debería dar en función de sus

atributos naturales. Este criterio se calcula usando una técnica cualitativa. Los

conflictos pueden clasificarse desde “muy bajo”, “bajo”, “mediano”, “alto”, “muy

alto”, hasta “sin conflicto”. Para este caso los criterios para definir los usos

actuales y potenciales coinciden con los empleados por los organismos oficiales,

algunos de ellos se ajustan según las observaciones en campo y en fotografías

aéreas. Si bien no se trata de una variable netamente física, ya que se

incorporan usos de tipo humano, tales como zonas de infraestructura y áreas

de cultivos; los otros usos están asociados a elementos de origen natural.

Los conflictos se presentan cuando la actividad humana se realiza sin

una adecuada planificación, especialmente en obras viales (carreteras y

puentes) explotación de recursos, desarrollos urbanísticos, rellenos mal hechos,

corte en el perfil natural de laderas, deforestación, prácticas agrícolas

deficientes en la conservación de suelos, entre otros. Todo esto promueve

procesos de inestabilidad en suelos que en cierta medida son naturalmente

vulnerables a esta clase de fenómenos y que tienen graves consecuencias en el

futuro. Sin embargo la baja ponderación a esta variable, seguramente obedece

al análisis de eventos ocurridos en el pasado, sobre el área de estudio, donde

se han presentado movimientos gravitacionales indistintamente en sectores con

altos índices de intervención, así como en zonas altamente conservadas de las

vertientes medias y altas del Wuarairarepano.

155

Análisis de cada una de las capas temáticas

Unidades Litodémicas

En alturas superiores a los 1000 metros se concentraron los mayores

focos de avalanchas de escombros en forma de grandes peñones debido al

afloramiento de la unidad litodémica Peña de Mora, constituida por una litología

que se encuentra muy fracturada y fallada, y donde la estructura de la roca

favoreció las caídas de bloques y rocas, que al rodar por las vertientes

arrastraron enormes cantidades de suelo residual desde las cuencas medias,

que al incorporarse a los cauces, los ensancharon provocando las alteraciones

de estos. Al mismo tiempo se produjeron represamientos originados por la

acumulación de rocas y troncos de árboles en secciones angostas de los ríos,

pero que al romperse aumentaban las velocidades del flujo y por ende la

capacidad de socavación de fondo y márgenes.

La figura 11 muestra una distribución, de los mayores índices en las

regiones donde la litología dominante es incompetente: esquistos cuarzo

micáceos sobre los que se desarrollan profundos niveles de meteorización

(suelos residuales de tipo arcilla arenosa). En menor proporción se observan

masas de roca competente con un alto grado de fracturamiento. La estructura

dominante son los planos de foliación que originan una orientación desfavorable

a la estabilidad de los taludes.

Figura 11. Unidades Litodémicas reclasificadas

156

Índice de pendiente

En este contexto regional, y de manera más específica, la zona de

estudio se caracteriza por presentar predominantemente unidades

geomorfológicas erosionales correspondientes a paisajes de montaña, donde las

altas pendientes, las grandes desnivelaciones altimétricas, la alta disección y la

notable irregularidad de la topografía, son elementos comunes. (Figura 12)

Figura 12. Distribución espacial de la pendiente del terreno

Respecto a la distribución de los valores de pendiente el cuadro 20

muestra que el mayor porcentaje de superficie (cerca del 50%) se corresponde

con pendientes moderadas, entre 15 y 25 grados de inclinación, las cuales se

distribuyen mayoritariamente hacia los extremos este y centrooocidente del

estado Vargas, siendo altamente representativo en las cuencas de los ríos

Mamo, Oricao, Picure, La Zorra, Tacagua, Curucutí y Piedra azul en el oeste; así

como en las cuencas de los ríos Naiguatá, Camurí Grande, Anare, Los Caracas,

Osma, Todasana y Caruao en el extremo oriental del estado. Después continúa

la categoría de pendientes bajas, entre 5 y 15 grados, con una cobertura de 24

% con una distribución muy similar a la anteriormente descrita para las

157

pendientes moderadas, evidenciando escasa presencia en la parte central del

estado, lo que corresponde a las cuencas ubicadas entre el Aeropuerto de

Maiquetía y Naiguata.

Cuadro 21

Superficies según rangos de distribución de pendientes

Índice Descripción Rango (º) Superficie (Km2)

Superficie (%)

Sup. Des.

(Km2) 1999

Sup. Des. (%)

1999

1 Muy Bajo < 5 32,95 2,80 0 0,0 2 Bajo 5 -15 282,9 24,02 2,63 11,8 3 Moderado 15 - 25 583,6 49,54 8,61 38,8 4 Alto 25 - 35 247,6 21,02 9,82 44,2 5 Muy Alto > 35 30,93 2,63 1,15 5,2

Total 1177,98 100 21,31 100

En lo que respecta al rango de las pendientes altas, entre 25 y 35 %,

ocupan el 21% de superficie del área estudiada, concentradas en las cuencas

de los ríos Piedra Azul, Osorio, Guanape, San José de Galipán, Camurí Chico,

San Julián, Cerro Grande, Uría y Naiguatá, justamente donde ocurrieron los

movimientos en masa en diciembre de 1999. Adicionalmente se observa en el

mapa la presencia abundante de pendientes altas al oeste del estado,

particularmente en las cuencas de los ríos Limón, Chichiriviche y Maya; así

como existencia difusa hacia el este. Por su parte el rango de pendientes bajas,

menor al 5% cubre apenas una superficie cercana al 3 %, ubicadas justamente

en los terrenos planos, constituidos por los abanicos aluviales que forman los

cursos de agua en su llegada al mar, y en algunos fondos de valle sobretodo en

la cuenca del río Mamo. Finalmente el rango de pendientes muy alta, mayores a

35 grados, ocupa una pequeña porción de área que apenas supera el 2% y se

encuentran localizadas puntualmente en las vertientes de los ríos como el

Limón y Chicihriviche, disminuyendo considerablemente su presencia en la

cuenca del río Mamo, para reaparecer en la parte alta de la quebrada Tacagua,

incrementando significativamente su presencia en las cuencas de los ríos Piedra

158

Azul, Osorio, Guanape, San José de Galipán, Camurí Chico, San Julián, Cerro

Grande, Uría y Naiguatá, encontrándose no solo en las vertientes sino también

en las cercanías de fila divisoria de aguas entre la vertiente norte y sur del

macizo Ávila. Es importante destacar que esta distribución de pendientes

explica bastante claro la ocurrencia de fenómenos de remoción en masa, lo

cual se evidencia con el evento flujo torrencial de 1999 cuando el 44 % de los

movimientos en masa ocurrió sobre el área con pendientes altas y el 38% en

sectores con pendientes moderadas, mientras que las zonas con pendientes

bajas recibieron el 11% de los deslizamientos; este porcentaje puede explicarse

por la remoción de materiales que seguramente se presentó en los lechos de

los ríos.

Derivado de esta condición geomorfológica específica, los procesos

morfodinámicos dominantes se encuentran asociados a fenómenos de

denudación, tanto por efectos de erosión laminar y concentrada, como por

efectos de movimientos en masa, correspondientes principalmente a los

deslizamientos laminares, deslizamientos rotacionales, desprendimientos,

reptación y solifluxión.

Por su parte, pero en menor proporción superficial, se encuentran dentro

del área de estudio unidades correspondientes a paisajes de piedemonte y

valles, donde las características fundamentales son las relativas bajas

pendientes y la predominancia de procesos de acumulación sedimentaria, que

se encuentra restringida a posiciones intramontanas de poca amplitud,

circundadas por laderas montañosas de alta inclinación.

Desde el punto de vista morfodinámico, tanto las unidades de

piedemonte como de valle, a pesar de que no están expuestas a intensos flujos

de erosión concentrada y laminar o a movimientos en masa de gran magnitud,

se encuentran sometidas a frecuentes procesos de inundaciones, caracterizados

por flujos torrenciales, que eventualmente han afectado y pueden afectar la

estabilidad de las estructuras antrópicas ubicadas al margen de los cursos

fluviales.

159

Orientación de las pendientes

Respecto a la orientación de las pendientes los mayores valores deben

coincidir en donde existe paralelismo entre la orientación de las pendientes y

las foliaciones por ser estas últimas una de las estructuras más desarrolladas,

que presentan discontinuidad de alta influencia para incrementar la

inestabilidad de las vertientes, a pesar de las variaciones en su orientación

debido al plegamiento y fracturamiento existe una predominancia hacia el

noreste, seguido de orientación NO. (Figura 13)

Figura 13. Distribución espacial de la orientación de la pendiente

Curvatura del Terreno

Tal como se muestra en la figura 14 los valores de curvatura tienen una

distribución bastante dispersa por toda el área de estudio, sin embargo

destacan los valores altos que definen una curvatura cóncava, donde

predominan los procesos erosivos, en las partes altas de las cuencas y las

vertientes inclinadas de los cursos de agua, así como los valores bajos que

indican predominancia de procesos depositacionales, prácticamente

coincidiendo con los relieves de fondo de valle.

160

Figura 14. Distribución espacial de la curvatura del terreno

Dirección de flujo

La dirección de flujo (figura 15) indica hacia donde se dirige el flujo

desde cada una de las celdas y su utilidad radica, para este trabajo, por ser

necesaria en la obtención de otros parámetros de mucho mayor interés, como

es el caso de la de flujo acumulado, el cual puede ser convertido en área

especifica aportante, por lo tanto este mapa en si no requiere de un análisis

detallado.

Flujo Acumulado y área de aporte especifica

El flujo Acumulado (figura 16) representa el numero de celdas que a su

vez convergen en cada celda de la superficie representada y es la base para el

cálculo del área de aporte especifica, la cual no es sino el valor de la superficie

situada aguas arriba de la misma, es decir, el área de todas las celdas cuyo

flujo, una vez conducido hacia aguas abajo, acabará pasando por dicha celda.

Por defecto, los valores de flujo acumulado vienen expresados en unidades de

área, es decir, en el caso de que la resolución esté expresada en metros, el

161

área aportante se expresará en metros cuadrados, para este caso se obtuvo en

metros cuadrados y luego para su representación final se transformo a

hectáreas. (Figura 17)

Figura 15. Distribución espacial de la dirección de Flujo

Figura 16. Distribución espacial del flujo acumulado

162

Como se expreso en la metodología esta capa, (figura 17), muestra

valores de acumulación de flujo que son necesarios para calcular otros

parámetros, considerados en este trabajo como variables influyentes en la

generación de amenaza por movimientos en masa, como son los casos de

Índice Topográfico de Humedad, Índice de la Potencia del Flujo Superficial y el

Índice de la Capacidad de Transporte de Sedimentos, de ahí su vital

importancia.

Figura 17. Distribución espacial del área de aporte específica

Índice topográfico de humedad

Conocer la distribución espacial de la humedad del suelo es de gran

importancia para los estudios de hidrología, especialmente para los trabajos

centrados en la zona no saturada y en la superficie del terreno. La mayor parte

de los investigadores coinciden en considerar el relieve como un factor de gran

valor explicativo para determinar los patrones de humedad del suelo, dando

lugar al desarrollo de índices o métodos que ponen en relación las formas del

terreno con propiedades del suelo. Las zonas tendentes a acumular mayor

cantidad de agua con menor energía serán zonas con mayor probabilidad de

163

tener altos contenidos de humedad. Similarmente, las zonas donde el agua

diverge y el terreno le imprime aceleración serán zonas con menor probabilidad

de acumular humedad. De acurdo con Creceda (2006), el índice topográfico de

humedad, es una función del área de contribución y refleja por tanto la

cantidad de agua que convergerá en un punto determinado y la pendiente del

terreno que sería expresión de la cantidad de movimiento del agua en ese

punto.

Para la vertiente norte del macizo Ávila, los resultados de la figura 18, y

cuadro 22 muestran consistencia con los planteamientos teóricos, por cuanto el

contenido de humedad del suelo varía de acuerdo a la topografía de la zona, la

vegetación y el clima; así, cuanto más grande es el área expuesta a las lluvias y

menor su inclinación, la humedad incrementa; en este caso particular los

máximos valores del Índice topográfico de humedad se corresponden con las

áreas de menor pendiente que se distribuyen espacialmente en las adyacencias

del fondo de los valles fluviales y en los abanicos aluviales, así se observa

claramente estos máximos valores con una distribución mayoritaria hacia el

Oeste del puerto de la Guaira, específicamente las cuencas de las quebradas

Tacagua y Mamo, donde la coloración azul indicativa de alta humedad

prácticamente sigue el recorrido de los cursos mencionados. Esta circunstancia

se explica por la mayor cantidad de flujo acumulado en estas cuencas,

determinado por la mayor magnitud del área especifica aportante, ya que estas

cuencas cubren una superficie mucho mayor que las cuencas ubicadas al este

del estado.

Por otra parte los valores más bajos del índice topográfico de humedad

se distribuyen en la fila divisoria de aguas de la vertiente norte y sur del

Wuaraira Repano, así como las divisorias intercuencas y las vertientes

inclinadas adyacentes a los cursos de agua.

164

Figura 18. Distribución espacial del índice topográfico de humedad

Cuadro 22

Distribución del índice topográfico de humedad

Índice Descripción Rango Superficie

(Ha) Superficie

(%) 1 Muy bajo 5 - 8 530,65 91,63 2 Bajo 8 -11 38,43 6,64 3 Moderado 11 - 14 8,47 1,46 4 Alto 14 -17 1,6 0,28 5 Muy Alto >17 O,24 0,04 579,15 100,04

Índice de la potencia del flujo superficial

Precisamente la potencia del flujo es la que produce la capacidad para

mover las partículas, o sea, para erosionar. Esta potencia es constante en el

tiempo, es decir, no se pierde, aunque la erosión si se detiene. Lo que sucede

165

es que, a pesar de que la potencia es la misma, la cantidad de masa que tiene

que movilizar en cada momento va aumentando con el paso del tiempo debido

al aumento de la erosión y por lo tanto del volumen. Esto es lo que provoca la

disminución de la velocidad de erosión hasta llegar a cero. Así Morgan (1996)

expresa que la efectividad del flujo superficial como agente erosivo depende de

su extensión espacial y de su distribución sobre la ladera. Cuando la intensidad

de la lluvia es mayor que la capacidad de infiltración del suelo se produce un

flujo mínimo en la parte superior de la ladera donde no es posible la presencia

de procesos erosivos, cuando se acumula suficiente agua para que comience el

flujo, moviéndose pendiente abajo la profundidad del flujo aumenta con la

distancia a la cima hasta concentrase en los causes ocupando menor espacio en

la cuenca, en principio la erosión se focaliza para después mostrar un patrón

alternativo de arrastre y dispersión de sedimentos.

Tal como indican los postulados teóricos existe una relación entre la

potencia del flujo superficial con las zonas desprovistas de vegetación o áreas

de cultivo: en las zonas bien vegetadas los valores muestran baja potencia de

flujo superficial mientras que en suelos desnudos se incrementan

considerablemente los valores. Lo anterior se explica claramente al considerar

que en los bosque tropicales, donde son frecuentes intensidades altas de

precipitación, la conductividad del suelo se torna baja desarrollando una lamina

de agua que se convierte en flujo superficial que al combinarse con la acción

erosiva de las gotas de lluvia genera este tipo de erosión dominante en la parte

alta y media de las cuencas, donde se producen los materiales que serán

depositados en las partes bajas conformando los abanicos aluviales y coluviales.

La figura 19 muestra claramente como los más altos valores de la

Potencia del flujo superficial se concentran casi exclusivamente en el fondos de

valle de los cursos de agua, lo cual es perfectamente consistente con la teoría,

por cuanto los fondos de valle representan donde se acumula mayor cantidad

de agua y por lo tanto incrementa su potencial. El cuadro 23 refleja el

escasísimo porcentaje de superficie con muy baja potencia del flujo superficial,

y un 23 % del área de estudio aproximadamente reflejan un índice bajo, por su

parte el 47 % de superficie presenta una moderada potencia del flujo

166

superficial, y agrupa en esta categoría la mayor cantidad de área, lo cual puede

explicarse por la heterogeneidad del paisaje, el cual está constituido por

vertientes concavas, convexas y onduladas, así como fondos de valle y filas

montañosas que se comportan diferencialmente ante los procesos erosivos y

sedimentarios.

Figura 19. Distribución Espacial del índice de la potencia del flujo

superficial

Cuadro 23

Rangos de distribución del índice de la potencia del flujo superficial

Índice Descripción Rango Superficie

(Ha) Superficie

(%) 1 Muy bajo -6,56- -4,59

0,04 0,0

03 2 Bajo -4,59 - -0,64

291,29 24,

85 3 Moderado -0,64 – 0,5

557,47 47,

56 4 Alto 0,5 – 3,30

27,89 2,3

8 5 Muy Alto 3,30 – 3,55

295,56 25,

21 Total 1172,25 100,00

167

Es importante combinar esta capa con la cobertura vegetal, atendiendo

al criterio de Dussaillant (2006), quien afirma que la vegetación reduce la

potencia del flujo efectiva, al minimizar la velocidad por la rugosidad y proteger

la capa depositada.

Índice de capacidad de transporte de sedimentos

Es un índice utilizado para estimar el potencial topográfico para la

erosión o deposición por medio de una expresión que representa el cambio en

la capacidad de transporte de sedimentos en la dirección del flujo.

La figura 20 muestra la distribución de los valores más altos del índice,

coincidiendo en forma bastante aproximada al área de influencia de los cursos

de agua, lo cual se ajusta bastante bien a la teoría por cuanto según, Montoya

y Montoya (2005), los ríos constituyen el principal agente de transporte de

sedimentos. El agua, además de ser agente activo en la erosión de los suelos,

constituye un factor importante en el transporte de sedimentos, pues son los

ríos componentes importantes en la conformación del paisaje, ya que

desencadenan la erosión en los lechos y en algunos casos en los valles,

comportándose como un excelente medio de transporte, pudiendo desplazar

grandes cantidades de materiales por distanciaos considerables.

De acuerdo al cuadro 24, podemos observar que más del 98% del área de

estudio se reporta con una muy baja capacidad de transporte, lo cual coincide

espacialmente con las regiones de vertientes y filas montañosas, en donde la

concavidad del perfil topográfico condiciona la presencia de un mayor potencial

para la deposición y por tanto poca capacidad de transporte, el resto del área

que ocupa menos del 2%, presenta una capacidad de transporte entre

moderada y muy alta y coincide espacialmente con los fondos de valle por

donde obviamente fluyen las aguas de escorrentía, incrementando su capacidad

de transporte, según lo indicado.

168

Figura 20. Distribución espacial del índice de capacidad de transporte de sedimentos

De tal manera, que la capacidad de una corriente para el transporte de

sedimentos refleja información sobre las características hidráulicas,

geomorfológicas y granulométricas del cauce. La pendiente juega un papel

preeminente para los caudales de magnitud catastrófica o para crecidas de baja

frecuencia que superan ampliamente la condición crítica de inicio de

movimiento de las partículas.

Cuadro 24

Rangos de distribución del índice de capacidad de transporte de sedimentos

Índice Descripción Rango Superficie (Ha)

Superficie (%)

1 Muy bajo 0 - 595,21 530,65 91,63 2 Bajo 595,21- 2380,86 38,43 6,64 3 Moderado 2380,86 – 5555,36 8,47 1,46 4 Alto 5555,36 -10713,91 1,6 0,28 5 Muy Alto 10713,91 -25395,94 O,24 0,04 579,15 100,04

Este Índice representa la capacidad de transporte potencial por

consiguiente, si no hay sedimentos disponibles para el flujo el transporte real

169

será inferior a la capacidad obtenida. Los sedimentos formados a partir de la

erosión laminar y movimientos de masas, son conducidos a los cursos de agua,

donde tiene lugar la escorrentía en un medio físico en forma de canal,

responsable de la segunda fase del proceso de transporte de sedimentos. En

este sector, el escurrimiento se desarrolla de manera concentrada, con

capacidad suficiente para la conducción de los sedimentos. Dependiendo de las

condiciones geotécnicas de los suelos, principalmente de su capacidad de

resistencia a las tensiones de corte, los pequeños canales naturales se

profundizarán gradualmente.

En estos cursos naturales, incluidas las cárcavas, quebradas y torrentes,

el flujo adquiere capacidad suficiente para transportar hacia aguas abajo los

sedimentos y fuerzas de corte que en muchos casos superan las fuerzas

resistentes de los taludes, presentándose la erosión por acción del

escurrimiento. Durante este proceso se debilita la base de los taludes, que dará

lugar al desmoronamiento de las riberas; incrementado la carga de sedimentos

sobre los cursos de agua, tal como ocurrió en algunos ríos de Vargas en

diciembre de 1999 donde los procesos de erosión vertical y lateral, en los

canales, afectaron gran parte de la infraestructura ubicada en las llanuras de

inundación y los abanicos aluviales, siendo el caso de Carmen de Uría uno de

los más representativos.

Adicionalmente, es importante considerar que los procesos de

transporte de sedimentos suelen no ser continuos en el tiempo y en el espacio,

usualmente se intercalan periodos de transporte o arrastre y de sedimentación

almacenamiento a intervalos irregulares.

En atención a los datos, suministrados por el algoritmo de cálculo, puede

considerarse que los valores son un tanto superiores a los reportados por

Moore, I. y Wilson, J. (1993), lo cual puede ser justificado por corresponder, las

cuencas estudiadas, a regiones montañosas tropicales de alta pendiente y

pluviosidad con grandes variaciones topográficas, indicando que el clima y el

relieve influyen fuertemente en el proceso de erosión. Para el caso contrario

donde los cálculos muestran los valores más bajos del Índice de transporte de

sedimentos, coinciden con las zonas bajas de menores montos pluviométricos

170

anuales y pendientes poco inclinadas lo cual obviamente favorece los procesos

de sedimentación. Es importante aclarar que son varios los factores que

intervienen en la producción de sedimentos, tales como: el uso del suelo, la

geología, el relieve y eventos meteorológicos extraordinarios. (Montoya y

Montoya, Ob. Cit.)

Atendiendo a los planteamientos de Castillo y otros (2009), al conjugar la

capacidad de transporte de sedimentos con zonas potencialmente erosionables,

puede explicarse la existencia de flujos hiperconcentrados, como los que

afectaron algunas cuencas del Estado Vargas en diciembre de 1999, con

capacidad para movilizar grandes bloques de roca de más de 50 toneladas de

peso, con un gran poder destructivo, donde la presencia de muy grandes

cantidades de partículas de sedimentos es de tal magnitud que influye

notablemente en la mezcla, cambiando las propiedades del fluido y el

comportamiento del flujo.

Considerando los flujos hiperconcentrados reportados para Vargas en

1999, pueden clasificarse en tres tipos: inundaciones o crecidas de barro (mud

floods), flujos de barro (mudflows) y flujos de detritos (debris flows). Se

diferencian entre sí en los procesos físicos involucrados en cada uno de ellos,

que son función de la reología de la mezcla agua-sedimento. El volumen y las

propiedades de la matriz del fluido (mezcla agua-sedimento) gobiernan la

hidráulica del flujo, su desplazamiento y la deposición de los sedimentos. Las

propiedades dependen de la concentración de sedimentos, de la distribución

granulométrica y del contenido de arcillas (Brea y Spalletti, 2003).

Las inundaciones o crecidas de barro son típicamente

hiperconcentraciones de partículas no cohesivas, que presentan un

comportamiento muy fluido para un rango de concentraciones de sedimento.

Los flujos de barro, por su parte, se caracterizan por una concentración

de limos y arcillas, lo suficientemente alta como para cambiar las propiedades

de la matriz del fluido, favoreciendo el transporte de grandes tamaños de

material.

171

De este modo, los flujos de barro se comportan como una masa fluida

muy viscosa, que a altas concentraciones es capaz de transportar en superficie

piedras de gran tamaño.

Los flujos de barro presentan altas viscosidades, pudiendo viajar grandes

distancias en pendientes moderadas a bajas velocidades, para depositarse en

forma lobular en los abanicos aluviales.

Los flujos de detritos se componen de una mezcla de materiales clásticos,

incluyendo grandes piedras, troncos, etc., donde la colisión lubricada entre las

partículas es el mecanismo dominante de disipación de energía.

En atención a los planteamientos anteriores, debe destacarse la

importancia del estudio de este tipo de flujos, ya que a criterio de Genatios y

Lafuente (2003) La noche del 15 al 16 de diciembre de 1999, las lluvias

originaron la transformación de pequeños riachuelos de verano en ríos

inmensos que bajaron de las montañas. El efecto de pendientes mayores a 30°,

una vez saturados los suelos por la acumulación de las precipitaciones,

generaron numerosos movimientos de masa y progresivamente produjeron

erosión, desprendimiento de la capa vegetal, arrastre de sedimentos y

formación de flujos de lodo, materiales vegetales y troncos en un flujo que fue

aumentando en densidad por la mezcla con material fino, hasta ser capaz de

levantar rocas de gran magnitud, desplazándolas grandes distancias. Los flujos

fueron de densidades y características muy variadas, desde flujos de agua, de

ocurrencia anual, hasta flujos hiperconcentrados y de detritos. Este proceso

destruyó edificaciones y todo tipo de infraestructura, produjo pérdida de la capa

vegetal en zonas montañosas, alteró historias locales, cambió la geografía,

desapareció playas y modificó el frente costero y produjo severos daños en

asentamientos urbanos, generó muerte y desolación en el Estado Vargas y un

profundo pesar en el pueblo venezolano, ensombreciendo la celebración de la

navidad del año 1999 y la llegada del nuevo milenio.

172

Contenido de materia orgánica del suelo

Los bajos valores en el contenido de materia orgánica en el macizo Ávila,

están estrechamente relacionados con el tipo de cobertura vegetal presente en

el área; así encontramos vegetación xerofítica, en la parte baja de las cuencas,

Bosque Húmedo y muy Húmedo Tropical, en las partes medias y altas,

ubicándose la mayoría de las especies en la categoría siempre verde y por

tanto el aporte de matera orgánica vegetal, por efecto de la perdida estacional

de las hojas, es muy pobre en comparación con la gran cantidad de hojas que

pasan a formar parte del suelo anualmente en áreas donde predomine la

cobertura vegetal caducifolia.

En concordancia con lo anterior, encontramos el Matorral espinoso

xerofítico, que se distribuye fundamentalmente a lo largo de la franja costera

comprendida entre Catia La Mar y punta Colorado y el mismo se encuentra

conformado por especies arbustivas y herbáceas, principalmente espinares, los

cuales generalmente exponen una baja altura y una baja densidad de

cobertura.

Debido a estos requerimientos bioecológicos particulares, las

formaciones vegetales propias de estos ambientes se ubican hacia los tramos

montañosos altos del sector Este y hacia los tramos montañosos medios y altos

del sector Oeste, donde los mayores niveles de precipitación y los menores

niveles de temperatura, permiten la existencia de un balance hídrico más

favorable para el desarrollo de individuos arbóreos y arbustivos de mayor

desarrollo.

Textura del Suelo

En atención a la textura, el 96 % del área ubicada en las categorías de

modernamente y altamente erosionable, se explica revisando los aportes del

material parental, ya que los suelos desarrollados a expensas de la litología

gnéisica son de textura arenosa con gran capacidad de infiltración de agua y

alta fragilidad mecánica debido a sus elevados contenidos de arena y a la

173

factibilidad de inducir movimientos en masa por saturación de agua (Zinck,

1986).

Cuadro 25

Textura del suelo

Índice Descripción Textura Superficie (Km2) Superficie (%)

1 Ligeramente Erosionable

Arcillo limosa 60,28 5,12

2 Moderadamente erosionable

Franco-arcillo-arenosa

1080 91,76

3 Altamente Erosionable

SL: Franco-arenosa

36,70 3,12

Total 1176,98 100,00

Riesgo Potencial de Erosión

Erosividad del suelo

Como puede observarse en la figura 21 y el cuadro 26, el área de estudio

presenta un índice de erosividad del suelo, con 0% ubicado en la categoría de

bajo y un 5 % como moderado; mientras que más del 94 % de la superficie se

ubica en la categoría de erosividad alta, lo cual indica la altísima susceptibilidad

a la remoción de sedimentos no solo por situaciones extremas, sino que

también en condiciones ambientales perfectamente normales los cursos de

agua transportan una cantidad considerable de material, que en algunas

porciones llega al mar para ser redistribuido por el oleaje y las corrientes

marinas y otra cantidad se deposita gradualmente en las partes bajas de la

cuenca formando las geoformas típicas de los piedemontes, como son los

abanicos aluviales que actualmente están en su mayoría ocupados por los

desarrollos urbanos e industriales del estado Vargas. Posiblemente uno de los

factores que más influyen para condicionar la existencia de estos altos valores

de erosionabilidad lo representa el bajo contenido de materia orgánica presente

en los suelos, dado que no existen suficientes restos vegetales y animales de

174

variada naturaleza que se superpongan al suelo mineral o se incorporen a él

para que pudieran mejorar su estructura, porque las sustancias húmicas tienen

un poder aglomerante, las cuales se unen a la fracción mineral y dan buenos

flóculos en el suelo originando una estructura grumosa estable, de elevada

porosidad, lo que implica que la permeabilidad del suelo sea mayor así como su

resistencia a la acción de las gotas de lluvia y al transporte, debido a la gran

capacidad de retención de agua lo que facilitaría el asentamiento de la

vegetación, dificultando la acción de los agentes erosivos (López, 1994).

Cuadro 26

Índice de Erosividad del Suelo.

Índice Descripción Rango Superficie (Km2) Superficie (%) 1 Bajo 0-3 0 0 2 Moderado 3-6 60,28 5,12 3 Alto > 6 1.117 94,88

Total 1177,28 100

Figura 21. Distribución espacial de la erosividad del suelo

Índice Normalizado de Diferencia de Vegetación (NDVI)

En la figura 22 se observan las áreas en tonalidades de verde como

aquellas que poseen altos valores de NDVI. Dado que valores altos están

asociados habitualmente a vegetación sana, puede inferirse que estas áreas

corresponden a superficies con fuerte cobertura vegetal. Los diferentes tonos

de verde corresponden a distintas cubiertas vegetales, siendo los más brillantes

los que corresponden a la vegetación más vigorosa, como por ejemplo masas

boscosas. Por el contrario, las áreas mostradas en magenta, como las manchas

175

en el centro de la imagen, distribuidas en una franja altitudinal en la parte alta

y media de las cuencas, así como en dirección sur-norte, coincidiendo con los

cauces de los cursos de agua y los explayamientos de los abanicos en su salida

al mar, corresponden a valores de NDVI bajos, siendo más bajos cuanto más

brillantes se observe el color magenta en pantalla, relacionada con una pobre

cobertura vegetal y la posible presencia de fenómenos de remoción en masa,

identificados debido al contraste espectral que existe en muchos casos entre la

superficie de un deslizamiento y las zonas adyacentes, a causa del afloramiento

de materiales más frescos, o a la pérdida de la cubierta vegetal, o a la

superposición de materiales o formaciones con diferentes características

espectrales, donde los bajos valores representan mayor propensión a

deslizamientos y viceversa.

¿Cómo verificar?

Para ratificar los resultados de estas imágenes de NDVI, se pueden

comparar éstas con la información técnica existente, respecto a la distribución

espacial de los fenómenos de remoción en masa en diciembre de 1999.

Efectivamente, observando la figura 22, resulta coincidente la

distribución de los bajos valores de NDVI, donde se reportaron

mayoritariamente los eventos en 1999, así destaca la ausencia del color

magenta, por tanto la inexistencia de deslizamientos, al este de la cuenca del

río Camiri Grande, donde la dominancia contundente del verde refleja espesa

cobertura vegetal y pocas áreas desprovistas de vegetación.

Respecto a las cuencas de las quebradas Tacagua, La zorra y Mamo se

observa, en la figura 22, la presencia de los bajos valores de NDVI asociados

más bien a la intervención antropica para desarrollos urbanos en la parte baja

de las tres cuencas, así como la parte alta de la cuenca de Tacagua, mientras

que los colores magenta correspondientes a la cuenca alta y media del río

Mamo, donde no se reportaron grandes deslizamientos en 1999, correspondes

efectivamente a zonas donde la exuberante vegetación ha sido suprimida para

el desarrollo de cultivos en las adyacencias de los poblados de Petaquire y

Carayaca respectivamente.

176

Figura 22. Distribución espacial del INDV

Zonas más afectadas del estado

Considerando los reportes del MPPCI (2005), en el año 99, se vieron

afectados gran parte de los centros habitacionales y aglomeraciones urbanas de

la zona, principalmente, ubicadas hacia el este. En algunos casos, los destrozos

superaron el 80% de las infraestructuras de estos asentamientos, como es el

caso de Carmen de Uria, Tanaguarena, Los Corales, Macuto y La Guaira;

mientras que en la zona oeste fueron afectados los sectores de Marapa-Piache,

La Pichona, Ezequiel Zamora, Playa Verde y Mare Abajo, entre otras.

De acuerdo con Gonzáles y Córdova (2003) para determinar el nivel de

afectación de la cobertura vegetal de las cuencas posteriormente a los deslaves

de 1999, y tratar de inferir las condiciones de intercepción e infiltración en que

quedó la misma luego de estos eventos, se proceso las imágenes del satélite

SPOT del 22- 12-1999 donde se pueden diferenciar los sitios afectados antes y

después de la tragedia. Como se observa en la figura 23, las tonalidades

blancas aparecen identificando zonas sin cobertura vegetal que antes tenían

vegetación. Utilizando estas imágenes de satélite para la zona comprendida

entre la quebrada Guanape y Chuspa, identificaron las zonas de deslaves.

177

Paralelamente los autores citados realizaron un trabajo de medición directa de

estas mismas imágenes del satélite SPOT, donde se cuantificaron digitalmente

los colores claros de dichas imágenes para estimar el porcentaje de las cuencas

con deslaves. En el cuadro 27 se indican, en las principales cuencas, para las

diferentes tonalidades de blanco, el porcentaje de área del total que sufrió

deslaves.

Figura 23. Imagen del satélite SPOT misión 22-12-1999 con deslaves en color blanco

Cuadro 27

Porcentajes de áreas removidas según fotos de satélite. Tomado de: González, M. y Córdova, J. (2003) Estimación de hidrogramas de crecidas en cuencas del litoral central luego de los aludes torrenciales de diciembre de 1999. Acta Científica Venezolana, Vol. 54, Suplemento No. 1: 63–87.

Cuenca Área

(km2)

Área

Deslave (%)

Galipán-Macuto 15 12

Camurí Chico 9,5 23

San Julian 22 18

Cerro Grande 26 14,5

Uria 12 17

Naiguatá 32 14

Camurí Grande 22 8,5

178

Para la región entre Guanape y La Zorra, contaron con las fotografías

aéreas antes y después de los deslaves de 1999, e hicieron un trabajo de

identificación de éstos. De acuerdo al análisis de fotointerpretación, concluyeron

que los procesos geodinámicos iban creciendo de oeste a este.

Las características morfométricas de una cuenca influyen en las

velocidades que adquiere el flujo, a mayor alargamiento y menor sinuosidad de

los drenajes, mayor será la velocidad de la descarga.

Las características de anisotropía presente en las rocas metamórficas de

la Cordillera de la Costa permiten la activación de cualquier tipo de movimiento

de masa desde flujos, por la presencia de arcillas, como de derrumbes por la

presencia de rocas gnéisicas que son muy porosas y fracturadas.

Las cuencas al este de Galipán revelan una mayor inestabilidad tal como

se observo en Los Corales y Uria, entre otras.

En Conclusión se puede afirmar categóricamente, en atención a los

resultados obtenidos, que el Índice Normalizado de Diferencia de Vegetación

(NDVI por sus siglas en ingles) puede ser utilizado como un buen indicador de

la existencia de fenómenos de remoción en masa, siempre y cuando se realicen

las verificaciones de campo o documentales que permitan discriminar áreas

deslizadas de aquellas dedicadas a desarrollos urbanos o cultivos.

Mapa final de zonificación de Amenaza

Como se observa en la figura 24 los máximos valores de amenaza se

distribuyen mayoritariamente en la parte centro occidental del estado Vargas,

en una franja altitudinal claramente identificable, en los sectores medios y bajos

de las cuencas comprendidas entre los ríos Anare y Cerro Grande en dirección

este-oeste; luego a partir de esta cuenca y en la misma dirección mencionada

se observa la presencia de una muy alta amenaza por fenómenos de remoción

en masa indistintamente por todos los sectores de las cuencas, la cual se

extiende hasta el río Mamo al oeste del Aeropuerto Internacional Simón Bolívar,

en este ultimo río vale la pena destacar el contraste entre las vertientes del

afluente denominado quebrada Guanape, la cual presenta en su margen

179

oriental una presencia mucho menor de la Amenaza muy alta, en comparación

con la margen occidental. La situación asimétrica anteriormente mencionada

para las vertientes de la quebrada Guanape, obedece necesariamente a la

influencia de factores locales donde la orientación de las pendientes y curvatura

del terreno parecen ser los determinantes.

Continuando hacia el oeste de Mamo destaca la presencia abundante de

la muy alta amenaza en las partes bajas de las cuencas de las quebradas Picure

y Carimagua, mientras que en el río Oricao la situación es considerablemente

diferente, por cuanto en la cuenca baja la Amenaza muy alta se torna muy

escasa, mientras que en el sector de la cuenca alta nuevamente se aprecia con

considerable magnitud la amenaza muy alta; luego hacia el occidente del

estado los ríos Chichiriviche y Limón muestran abundante presencia de la muy

alta amenaza en todos los sectores de la cuenca.

Figura 24. Distribución espacial de la amenaza por fenómenos de remoción en masa

Como es lógico la explicación de esta distribución debe centrarse en

primer lugar en los parámetros que definen la actitud de las rocas para generar

movimientos en masas de distintas características y extensiones, por lo tanto es

necesario estudiar las diferentes unidades litológicas que caracterizan el

sustrato rocoso que aflora a lo largo y ancho del área de estudio; las

180

características de las rocas que componen un determinado afloramiento y posición

de cada uno de ellos en el subsuelo puede ser definitivo para los efectos de la

estabilidad de una ladera. Asimismo, la conformación geo-estructural del área

se debe caracterizar para conocer la disposición de las capas rocosas, ya que,

este aspecto representa el escenario en donde se ubican los potenciales planos

de despeje de muchos de los movimientos en masas.

Atendiendo al planteamiento anterior, debe señalarse que las

características litológicas presentes en el área de estudio, favorecen la

activación de los movimientos en masas, conjuntamente con las condiciones

hidrológicas, climatológicas, geomorfológicas y geotécnicas para propiciar un

escenario que anticipe un evento adverso; ya que tanto en la parte baja como

en la parte media de las cuencas estudiadas encontramos afloramientos de

rocas metamórficas, específicamente esquistos que según su tipo de textura se

presentan foliados, lo que indica la susceptibilidad de los mismos al presentar

planos de debilidad y generar diferentes procesos erosivos impulsadores de este

tipo de amenaza; por otro lado, uno de los minerales abundantes y presentes

en este tipo de roca es el grafito, el cual al entrar en contacto con el agua se

comporta como un excelente lubricante natural que ayuda a generar esta

amenaza.

Esta caracterización geotécnica indica que los esquistos presentes en la

zona baja de las cuencas poseen bandas micaceas plegadas y paralelas que

representan zonas de debilidad las cuales actúan como lubricante ante los

esfuerzos deformantes; dichas zonas son susceptibles a frecuentes

deslizamientos debidos a la alta foliación de las rocas; siendo importante tomar

en cuenta que esta foliación permite al agua introducirse entre las rocas y

generar procesos de hidratación que ayudan a la meteorización y erosión de los

materiales. (Feliziani y otros, 1985).

Otro aspecto geotécnico importante destacado por estos autores lo

constituyen los ángulos de fricción interno de los materiales, los cuales oscilan

entre 12 y 18° lo que genera inestabilidad cuando hay presencia de pendientes

mayores a los 25°; agravándose dicha situación donde las laderas están

intervenidas con construcciones no planificadas.

181

En líneas generales puede afirmarse, que la distribución espacial de los

valores de muy alta amenaza por fenómenos de remoción en masa se

presentan para la mayoría de los casos donde la litología dominante es

incompetente, conformada por esquistos cuarzo micáceos sobre los que se

desarrollan profundos niveles de meteorización (suelos residuales de tipo arcilla

arenosa) y en menor proporción se presenta sobre masas de roca competente

con un alto grado de fracturamiento, siendo la estructura dominante los planos

de foliación que originan una orientación desfavorable a la estabilidad de los

taludes, así lo plantea Urbani (2000), cuando define estas unidades litodémicas

de la siguiente manera:

Esquisto de Tacagua: Esta unidad está constituida fundamentalmente por

tres tipos de rocas: El esquisto formado por cuarzo, mica muscovita y

cantidades menores pero siempre presentes de grafito, así como cantidades

variables de calcita y/o albita. Rocas epidóticas de color verde manzana,

gradando desde verdaderas epidocitas hasta esquistos epidóticos - calcíticos -

muscovíticos. Mármol más o menos puro y gradando a esquistos calcíticos. Esta

unidad aflora en las colinas bajas cercanas a la costa, y presentan suelos de

colores rojizos muy conspicuos. Aproximadamente coincide con la zona

bioclimática costera de tipo xerofítica. Posee gruesos niveles de meteorización a

veces de tipo laterítico, donde la arcilla predominante es la ilita. El esquisto

grafitoso muestra una intensa foliación, y en las variedades menos cuarcíferas y

más micáceas pueden gradar a rocas con aspecto filítico o pizarroso, que al ser

observados con lupa pueden verse hasta más de 100 planos de foliación por

centímetro. Los movimientos de masa en esta Unidad fueron mayoritariamente

flujos superficiales, afectando muy gravemente y en forma directa a las zonas

de construcciones informales en laderas, pero también aportaron abundante

cantidad de materiales de granulometría predominantemente fina y de colores

oscuros que se desplazaron como flujos de lodo (e.g.: Quebrada Seca y

Macuto).

Asociación Metamórfica Ávila: En el área estudiada esta Asociación poseen

una mineralogía predominantemente cuarzo-feldespática, siendo afectada tanto

por flujos superficiales, como por movimientos que llegaron hasta niveles

182

suficientemente profundos para producir desprendimientos de grandes bloques

rocosos. Como consecuencia, el material que fue incorporado desde esta

Unidad a los flujos torrenciales, varía desde una granulometría de arena hasta

bloques métricos, todo con colores predominantemente blanquecinos a grises

claros. Desde La Guaira hasta Uria, la composición química-mineralógica es

fundamentalmente granítica, pero en los torrentes ubicados más al Este, se

observa una cantidad cada vez mayor de tipos litológicos máficos, por lo tanto

de colores más oscuros (e.g.: ríos Naiguatá y Camurí Grande).

Adicionalmente, dentro del área de las cuencas en estudio se encuentran

ubicados ciertos patrones de fallas de fallas, indicando que el área de estudio

es tectónicamente activa y que además las unidades litodemicas presentes se

encuentran intensamente plegadas, falladas y diaclasadas, escenario que se

considera como planos de debilidad y fractura para favorecer la acción del agua

y los procesos de alteración y movimientos en masas. En tal, sentido, si las

rocas presentes poseen una alta retención de humedad presentaran mayor

meteorización y menor estabilidad.

Por su parte los valores de amenaza muy baja los podemos localizar en

áreas específicas puntuales, tal como es el caso de los sectores de las cuencas

medias al este del estado Vargas, en los ríos Chuspa, La Sabana, Caruao y

Todasana. Para explicar la presencia de estos valores que categorizan como

muy baja la amenaza por fenómenos de remoción en masa en los sectores

indicados, es necesario revisar cada una de las capas temáticas incorporadas en

el algoritmo de cálculo. De esta revisión destacan dos mapas como los de

mayor influencia para determinar los valores encontrados, por un lado

encontramos la geología de superficie donde afloran las unidades litodémicas

Matatonalita de Caruao, Matadiorita de Todasana, El Augengeis de Peña de

mora y el Complejo San Julián, adicionalmente se observa la presencia de los

muy bajos valores de Amenaza focalizados en los sectores de las cuencas altas

de los ríos Los caracas, Anare, Camuri Grande y Naiguata, donde destaca la

presencia de las Unidades Litodémicas Meta Granito de Naiguata y la Meta

Tonalita de Caruao, y en la parte alta de la cuenca del río Limón donde aflora la

unidad litodémica Gneis de la Colonia Tovar, rocas clasificadas como las más

183

resistentes a los procesos de remoción en masa por estar conformadas según

Urbani (2000) por granitos con una una mineralogía abundante en cuarzo

feldespatos, biotita, muscovita, epidoto, clorita y trazas de apatito, turmalina,

zircón, hematita, magnetita y granate, lo cual le confiere una alta dureza y

resistencia a los procesos de meteorización.

Otro de los factores que seguramente ejerce su influencia determinante

para la ubicación de los rangos de Amenaza muy baja en los sectores indicados

anteriormente, lo constituye el Índice Normalizado de Diferencia de Vegetación,

el cual nos muestra los más altos valores, coincidiendo bastante bien en las

zonas señaladas como de muy baja amenaza. Los altos valores de este índice,

son indicativo de la presencia de una cobertura vegetal espesa y vigorosa que

en teoría puede brindar buena protección al suelo e influenciar de forma

descendente sobre la inestabilidad de las vertientes.

En las zonas altas de la cuenca se encuentran áreas boscosas con

árboles de gran tamaño y especies arbóreas con raíces profunda, en relación a

las zonas medias existen formaciones vegetales de menor envergadura, lo que

indica que probablemente en las áreas altas el suelo se ve protegido a la

meteorización por esta vegetación, adjudicándole estabilidad; caso contrario

sucedería en las zonas bajas donde predomina la vegetación xerofitica; por otro

lado el tipo de vegetación de gran tamaño podría ser sobrecarga para las

pendientes que aunado a eventos de lluvias excepcionales generan la rápida

saturación del suelo provocando así deslizamientos en masa que pueden

alcanzar grandes magnitudes.

Por su parte los bajos valores se amenaza evidenciados en la parte

media de la cuenca de la Quebrada Piedra azul, deben estar relacionados con

factores topográficos evidenciados en los mapas de distribución de la pendiente

con valores bajos y medios, mientras que la curvatura del terreno es convexa,

favoreciendo la disminución de los procesos erosivos.

El resto del mapa de amenaza por fenómenos de remoción en masa

(figura 24), muestra valores que determinan índices de amenaza media,

observándose su distribución claramente al este del río Naiguata y al oeste del

río Mamo, ubicandose indistintamente en todos los sectores de las cuencas lo

184

que indica la influencia conjunta de todos los factores involucrados sin

evidenciarse la supremacía de un factor sobre los otros.

Los factores relacionados con la configuración topográfica representan

elementos, prácticamente invariables en el tiempo, de los cuales depende la

posibilidad de las rocas a movilizarse. En este contexto regional, y de manera

más específica, la zona de estudio se caracteriza por presentar

predominantemente unidades geomorfológicas erosionales correspondientes a

paisajes de montaña, donde las altas pendientes, las grandes desnivelaciones

altimétricas, la alta disección y la notable irregularidad de la topografía, son

elementos comunes que determinan condiciones hidrológicas favorables a la

inestabilidad de las vertientes, donde e acuerdo con Méndez y Otros el

parámetro más importante en la definición de la extensión de un sistema de

drenaje natural es su densidad, que para el caso que nos ocupa este valor es

medio con una textura media. Entre los factores que la controlan en el área, el

de mayor peso está representado por la alta susceptibilidad de la litología a los

procesos erosivos y el fracturamiento del material, así la densidad de drenaje

media en esta área indica que la mayor parte de la superficie de las cuencas

experimentan escorrentía concentrada, por lo que es de suponer una alta tasa

de erodabilidad en toda su extensión, inestabilidad morfogenética, gastos

sólidos significativos, hidrogramas de picos elevados y reducidos tiempos de

concentración, condicionados por las características del relieve (pendiente), el

tamaño de la microcuenca, y las características (extensión, intensidad y

duración de las lluvias) de las tormentas que las puedan generar.

Derivado de esta condición geomorfológica específica, los procesos

morfodinámicos dominantes se encuentran asociados a fenómenos de

denudación, tanto por efectos de erosión laminar y concentrada, como por

efectos de movimientos en masa, correspondientes principalmente a los

deslizamientos laminares, deslizamientos rotacionales, desprendimientos,

reptación y solifluxión.

185

Propuesta de Gestión eestratégica

Para una efectiva gestión integral de riesgos debe tenerse claro las

siguientes interrogantes

Donde suceden los deslizamientos?

Como respuesta a esta interrogante encontramos que los sistemas

montañosos de los Andes y la Cordillera de la Costa principalmente representan

las regiones donde se producen los fenómenos de remoción en masa. Esta

circunstancia incrementa considerablemente el riesgo por cuanto en estas

regiones está asentada la mayor parte de la población. La diversidad de

suelos/rocas, topografía y climas son condiciones que hacen a nuestro país

altamente susceptible a este fenómeno, por lo tanto el mapa de zonificación de

amenazas elaborado en esta investigación para el estado Vargas, representa un

insumo indispensable para la planificación de acciones estratégicas orientadas a

la reducción del Riesgo.

Cuando hay mayor peligro de deslizamientos?

Sólo con estudios específicos se puede determinar la potencialidad por

deslizamiento de una zona determinada y establecer cuáles medidas deben

tomarse para evitar o reducir el impacto del fenómeno. Sin embargo sabemos

que en la época de lluvia el peligro aumenta, siendo necesario implementar

sistemas de alerta temprana, tecnológicos y comunitarios, para cuantificar y

conocer en tiempo real los montos de precipitación que supera los umbrales

críticos establecidos.

Que bebo Hacer en caso de deslizamientos?

Considerando la Gestión de riesgos como un proceso social complejo que

conduce al planeamiento y aplicación de políticas, estrategias, instrumentos y

medidas orientadas a impedir, reducir, prever y controlar los efectos adversos

de fenómenos peligrosos sobre la población, los bienes, servicios y el ambiente,

186

se proponen las siguientes acciones a realizar Antes, Durante y Después de un

Deslizamiento.

¿Qué hacer antes?

1. No compre, alquile o construya en zonas propensas a deslizamientos.

2. No se deje convencer por promesas fáciles e ilusorias para obtener un lote

o una casa; probablemente le quieren vender en una zona susceptible de

deslizamientos. Recurra a las entidades que facilitan vivienda segura y

legal.

3. Organícese y emprenda acciones de prevención de deslizamientos del lugar

que ocupa. Así otros vecinos seguirán su ejemplo.

4. Asesórese antes de construir su casa para no correr riesgo de

deslizamientos.

5. No haga cortes en las montañas si no está totalmente seguro de la

resistencia de la ladera.

6. No construya con materiales pesados en terrenos inestables.

7. No deje que el agua se filtre en el interior de las montañas: abra zanjas,

drenajes, alcantarillas y cunetas firmes que permitan el desagüe ordenado

de la montaña.

8. Rellene las grietas de la ladera con suelo o cemento para que el agua no

se filtre.

9. Si habita en una zona de alta pendiente cerciórese de que su casa y la de

sus vecinos estén firmemente construidas para evitar que caigan unas

encima de otras.

10. Para detener la erosión que causa deslizamientos evite quemas, talas,

surcos en el sentido de la pendiente, sobrepastoreo, etc.

11. Proteja el terreno sembrando con plantas que crezcan rápido y se

extienda fácilmente cubriendo el suelo. Estas barreras deben ser

horizontales a través de la pendiente.

12. Siembre en curvas de igual nivel, o sea siguiendo las curvas naturales del

terreno.

187

13. Proteja las zonas cercanas a los nacimientos de agua, arroyos y quebradas

sembrando pasto y bambú, entre otras especies.

14. No amontone basura o desechos en suelos de pendiente porque terminan

tapando desagües haciendo que el agua se filtre por donde no debe y

desestabilizando terrenos. Use el servicio de recolección de basuras de la

ciudad. En zonas rurales disponga con sus vecinos de una fosa en sitio

plano y cubierto para convertir las basuras en abono orgánico.

15. No permita canteras ni excavaciones que desestabilicen las laderas

representando un peligro para el vecindario.

16. Si está en zona de amenaza tenga con su vecindario un plan de

evacuación con un sistema efectivo de alarma. Establezca un plan de

emergencia para su familia y su vecindario.

17. No permita el uso de explosivos en terrenos propensos a deslizamientos.

18. Ante la amenaza de flujos se pueden tomar medidas prácticas tales como

dragados del cauce de los ríos, construcción de diques y estructuras de

retención de sedimentos. Estas obras deben ser construidas técnicamente,

porque de lo contrario pueden representar peligro más grave que el

fenómeno en sí. Su Comité Local de Emergencias le podrá ampliar la

información requerida.

19. Si observa un principio de deslizamiento avise al Comité Local de

Emergencias, en la alcaldía.

20. Convenga con su familia un lugar seguro donde pueda evacuar,

preferiblemente la residencia de un familiar o amigo.

21. Se deben tener disponibles pitos para advertir el peligro, o para pedir

ayuda en caso de quedar atrapado.

¿Qué hacer durante?

1. Si cuenta con algunos segundos, aprovéchelos y proceda a la evacuación.

2. Evite el pánico, él es su principal enemigo.

3. Si es posible ayude a niños ancianos, minusválidos y personas nerviosas.

4. Si puede ser víctima de un deslizamiento gradual o relativamente lento no

deje para última hora la evacuación.

188

5. Procure advertir a todos sus vecinos sobre el peligro.

¿Qué hacer después?

1. Tenga cuidado al caminar sobre los escombros de un deslizamiento y

tenga mucho cuidado con tumbar columnas, paredes o vigas que hayan

quedado débiles; pueden estar soportando estructuras las cuales

probablemente se caerán ante cualquier movimiento.

2. Tenga mucho cuidado si tiene que encender fuego (fósforos, velas, etc.),

ya que puede causar una explosión si hay una fuga de gas o combustible

en el lugar.

3. No mueva a personas lesionadas a no ser que estén en peligro de sufrir

nuevas heridas. Si debe hacerlo y sospecha que puede tener fracturada la

columna no doble al herido; trasládelo con mucho cuidado sobre una

superficie plana, como una tabla, a un lugar seguro. Si la fractura es en

brazos o piernas no los hale por ningún motivo.

4. Si es posible colabore en las labores de rescate.

5. Procure no habitar en carpas; es preferible trasladarse temporalmente a la

residencia de familiares o conocidos que le brinden alojamiento.

6. Si usted no ha sufrido daños sea solidario, preste alojamiento temporal a

un afectado.

7. Acate las instrucciones dadas por las autoridades y organismos de

seguridad.

8. No utilice servicios públicos como transporte, teléfonos, hospitales, etc., si

no es estrictamente necesario.

9. Aplique las medidas preventivas para no volver a sufrir las consecuencias.

189

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La gran proliferación de sensores espaciales y aéreos de teledetección,

así como de softwares especializados para diseñar Sistemas de

Información Geográfica, unido a la constante mejora en sus prestaciones

y al progreso de las técnicas de análisis, hace que la geomática se esté

convirtiendo progresivamente en un importante complemento de las

técnicas geotécnicas, geodésicas, geofísicas y de fotointerpretación en el

reconocimiento y control de los fenómenos de remoción en masa en

áreas extensas, tal como el tramo central de la cordillera de la costa.

Integrando técnicas de Teledetección con SIG se han desarrollado

modelos en algunas cuencas de la vertiente norte de la Cordillera de la

Costa y otras en la Cordillera de los Andes Venezolanos, donde se han

encontrado resultados satisfactorios al calibrar dichos modelos con los

registros de eventos ocurridos en las áreas estudiadas.

Los mapas de susceptibilidad por fenómenos de Remoción en masa

permiten una información valiosa sobre las condiciones de estabilidad de

amplias regiones, lo que resulta de gran utilidad tanto en la fase de

planificación de grandes obras públicas como en su fase de ejecución, a

la hora de adoptar las oportunas medidas de prevención y corrección.

Para el análisis de la susceptibilidad por fenómenos de remoción masa se

dispone actualmente de un elevado número de métodos y su utilidad

depende de la escala del mapa proyectado. Para este caso particular se

uso el método heurístico, ponderando las variables a través de la matriz

de jerarquías analíticas y superponiendo los mapas a través del algebra

de mapas.

Las variables de influencia determinadas fueron: Geología, Pendiente,

Orientación de las Pendientes, Curvatura del Terreno, los índices

topográfico de Humedad, Potencia de flujo, Capacidad de transporte de

sedimentos, el Índice Normalizado de Diferencia de Vegetación y la

erosión potencial.

190

Los máximos valores de amenaza se distribuyen mayoritariamente en la

parte centro occidental del estado Vargas, en una franja altitudinal

claramente identificable, en los sectores medios y bajos de las cuencas.

En líneas generales puede afirmarse, que la distribución espacial de los

valores de muy alta amenaza por fenómenos de remoción en masa se

presentan para la mayoría de los casos donde la litología dominante es

incompetente, conformada por esquistos cuarzo micáceos sobre los que

se desarrollan profundos niveles de meteorización y/o se combinan una

serie de elementos topográficos, como pendiente y curvaturas

determinando alta inestabilidad.

Finalmente cabe indicar que la amplia difusión actual de los SIG ha

mejorado muy profundamente las técnicas de análisis y las capacidades

de los mapas, de manera que ahora como nunca hay todo un abanico de

opciones contrastadas disponibles. Al mismo tiempo los SIG también han

permitido una progresiva sofisticación de los métodos y, en cierto modo,

los cada vez más complejos requerimientos del tratamiento de los datos

en el SIG y el software complementario, podrían postergar prioridades

básicas de la investigación, como son los conocimientos básicos de

geología, geomorfología, hidrología e hidrogeología, mecánica de suelos

y mecánica de rocas, para afrontar correctamente la investigación de las

zonas inestables y trasladar al computador datos rigurosos y fiables.

Todo ello en un campo de investigación que requiere grandes dosis de

experiencia práctica acumulada, para minimizar las posibles causas de

error en las cartografías resultantes.

Es altamente recomendable el uso de la información generada en este

trabajo por parte de entes gubernamentales y no gubernamentales

relacionados con la ordenación y uso del territorio, para la planificación y

ejecución de actividades orientadas a la reducción de riesgos y el

consiguiente mejoramiento de la calidad de vida de la población.

Igualmente se recomienda continuar desarrollando investigaciones

relacionadas con la aplicación de las tecnologías de la información

geográfica en el estudio de las amenazas naturales, con el objeto de

191

validar metodologías aplicables a todo el territorio Venezolano, a los fines

de genera cartografía actualizada y detallada, útil en la toma de

decisiones relacionadas con el aprovechamiento de los recursos y la

ordenación del territorio, para el desarrollo de actividades cónsonas con

las características geoambientales de los ecosistemas.

192

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