ZONIFICACIÓN BASADA EN LA AMENAZA DEL MUNICIPIO SAN LUIS DE GACENO DEL DEPARTAMENTO DE BOYACÁ.

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FOTOGRAMETRÍA Y FOTOINTERPRETACIÓN

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FACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERÍA CIVIL

BOGOTA 2014.

CONTENIDO

INTRODUCCION.....................................................................................................3

OBJETIVOS.............................................................................................................4

JUSTIFICACIÓN......................................................................................................5

LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO....................7

GEOLOGIA REGIONAL.........................................................................................10

GEOLOGIA LOCAL................................................................................................16

GEOLOGIA ESTRUCTURAL.................................................................................17

ZONIFICACION......................................................................................................18

CONCLUSIONES...................................................................................................19

RECOMENDACIONES..........................................................................................20

BIBLIOGRAFIA......................................................................................................21

INTRODUCCION

La necesidad de mejorar las condiciones de seguridad y al mismo tiempo de mantener un equilibrio económico con las mismas, demanda que el ingeniero civil manifieste una mayor necesidad por integrar las diferentes formas y tecnologías con el fin de cumplir lo ya mencionado. En este orden de ideas el ingeniero civil ha encontrado que buena parte estas dificultades se le presentan en el suelo que le acompañan necesariamente en cada una de las obras de infraestructura que desee realizar, y al ser este un material natural, no presenta condiciones de homogeneidad en cada uno de los puntos que se necesite utilizar.

Dificultades que por sí mismo debe compensar con las mejores soluciones que se puedan llegar a desarrollar, y que del mismo modo procuren generar la información necesaria para que las limitantes encontradas sean muy tenidas en cuenta en cualquier obra posterior.

En el presente trabajo se expresan las condiciones encontradas de vulnerabilidad geotécnica en el municipio de San Luis de Gaceno, Departamento de Boyacá, expresadas por medio de una microzonificación del lugar, que provee de la información necesaria para comprender las posibles limitaciones que allí se presentan.

De este modo, podremos garantizar una correcta utilización de cada uno de los lugares en relación a las condiciones descubiertas, está de más acotar que todas estas implicaciones encontradas además de cumplir con aplicaciones ingenieriles, también proveen a los pobladores de información básica, que al tener en cuenta de que la economía del municipio de San Luis de Gaceno, se centra en un motor económico agropecuario y de minería, genera mejores condiciones de seguridad tanto económicas, como para el desarrollo por parte de los trabajadores en las actividades ya mencionadas.

OBJETIVOS

Objetivo General

Desarrollar la microzonificación por amenazas del municipio de San Luis de Gaceno, de acuerdo a las diferentes condiciones geomorfológicas encontradas en las fotografías aéreas de dicho municipio, para así conocer sus determinantes en el momento de construir cualquier obra civil.

Objetivos específicos

Obtener la información geológica conocida del área en estudio, para así tener un punto base de los futuros datos a encontrar.

Vislumbrar los caracteres geológicos encontrados en el área en estudio, según condiciones de drenaje, estratificación, procesos denudativos, etc. Para así relacionar dichas condiciones con el comportamiento del sitio.

Comprender en base a la información geológica ya conocida, los puntos críticos del lugar, en base a las estructuras geológicas allí encontradas.

Conocer las condiciones litológicas que se presentan en el área de estudio y su relación con las condiciones regionales

Interpretar los datos encontrados de litología de los materiales y analizarlos con los objetivos anteriores, con el fin de verificar las limitantes probablemente encontradas.

JUSTIFICACIÓN

El presente trabajo de zonificación se realiza con el fin de atender la demanda de consideraciones a los problemas geotécnicos, concurrentes en la mayoría de los municipios del territorio nacional, con este se genera de manera puntual una interpretación de las características que el territorio nos muestra, para así disminuir los tiempos de acción en ejecución de obras civiles, además de su incorporación y relación con las condiciones de seguridad básica para cada una de los lugares establecidos.

En esta ocasión el Municipio a desarrollar es San Luis de Gaceno, Departamento de Boyacá, cuyas características topográficas y litológicas, como muy bien son conocidas requieren una atención especial, y dadas sus condiciones geográficas es de fácil inferencia que se debe proveer de un esquema técnico, que de cierta manera cumple el papel de ser una de las necesidades más básicas a las cuales se ve desproporcionado dicho Municipio.

El Municipio de San Luis de Gaceno se encuentra dentro de la cordillera oriental del sistema andino, es una región con tectónica compleja por estar cercana a las fallas del borde llanero, características que hacen del municipio una zona sísmica alta, lo cual implica mayores riesgos sobre el espacio construido y concentrado, bienes, vidas e infraestructuras. Por dicha razón la Secretaría de Planeación del municipio exige cálculos estructurales sismo resistente para construcción de tres pisos en adelante, así como también estudios de suelos, lo cual implica consideraciones altas para un municipio de baja población.

Dentro del área actualmente urbanizada no existen deslizamientos de importancia que amenacen la estabilidad de las construcciones, a pesar de que la mayoría de estas no están construidas con sistemas estructurales idóneos.

Del mismo modo el municipio concentra en buena parte áreas hídricas que como bien es sabido pueden llegar a afectar el material colindante y por consiguiente las construcciones que en esta estén cimentadas. En quebradas se observan movimientos en masa activos que se caracterizan por presentar claras evidencias de la actividad de la masa en movimiento. Pero la consideración de mayor importancia en el terreno es la presencia en mayor escala de movimientos en masa durmientes los cuales presentan un aparente estado de inactividad, pero estos pueden ser reactivado por cambios en las propiedades intrínsecas de los materiales, las condiciones hidrogeológicas o la acción de agentes externos como lluvias intensas o un sismo.

En las riberas del río Lengupá, existe amenaza media por erosión en terrazas, buzamientos de los terrenos blandos que buscan reacomodarse en las zonas bajas de la cuenca y que pueden en un futuro remoto afectar el centro urbano.

Es así como las estructuras morfológicas y los procesos morfodinámicos son acelerados a partir de una actividad humana basada en ganadería extensiva que degradan los suelos, llevando así a ocasionar derrumbes, procesos de degradación favorecidos por pendientes fuertes y desprotegidas de una capa vegetal nativa que absorbía y regulaba las entradas y salidas de saturación hídrica.

Por esta y muchas otras consideraciones es importante conocer el terreno tanto en visión macro como en micro para así establecer planes de contingencia y ampliar los caracteres a tener en cuenta en la búsqueda de la resolución de los problemas ingenieriles.

LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO.

Características físicas del territorio (San Luis de Gaceno)

En el aspecto Biofísico el casco urbano, geológicamente se encuentra sobre terrazas inundables del Valle del río Lengupá, los cuales son depósitos aluviales variables con granos finos en la parte superior. En el casco urbano, se encuentra rodeado y atravesado por las quebradas llamadas “El Toro, La Sardinata” y el caño La Porfía donde se vierten las aguas servidas y que desembocan posteriormente en el río Lengupá. Los suelos son generalmente planos y ondulados con una altura promedio de 400 m.s.n.m.

Hidrografia

Existen en el municipio una gran cantidad de microcuencas, subcuencas y cuencas, que recogen grandes volúmenes de agua, debido a la alta precipitación que se presenta a través del año en la zona (Grafica 1). Se define igualmente como un ecosistema delimitado por factores del medio ambiente ecológico y fisiográfico de los cuales se sirve una comunidad humana, que aprovecha esos recursos para satisfacer sus necesidades, de acuerdo a una optima producción.Es así como las estructuras morfológicas y los procesos morfodinámicos son acelerados a partir de una actividad humana basada en ganadería extensiva que degradan los suelos, llevando así a ocasionar derrumbes, procesos de degradación llamados pata de vaca y deslizamientos rotacionales favorecidos por pendientes fuertes y desprotegidas de una capa vegetal nativa que absorbía y regulaba las entradas y salidas de saturación hídrica.

Topografia

Para nuestra zona de estudi se presentan dos tipos de topografia (Grafico 2). La primera es representada en la Zona II y la zona III que se describen a continuación:

ZONA II: Topografia suavemente onduladaLocalizada en aquelllas áreas donde afloran rocas de poca consistencia y cuyas alturas oscilan entre 600 y 2.600 m sobre el nivel del mar.

ZONA III: Topografia escarpada

Zona de grandes escarpes con alturas hasta 3.600 m sobre el nivel del mar, formadas por las rocas resistentes que afloran en el área y en donde los rios forman estrechos y profundos cañones.

GRAFICO No. 1 – Mapa Pluviometrico cuadrangulo K-12 Guateque

GRAFICO No. 2 – Mapa fisiografico del cuadrangulo K-12 Guateque

GEOLOGIA REGIONAL

Las características geológicas de la región hacen que la mayor parte del agua se encuentre en depresiones, en los llamados "bajos" que contienen depósitos aluviales cuaternarios producto de la dilución y del transporte de las rocas calizas.

FORMACION CAJA ( Tc )

Fue designado de esta manera para designar una serie de areniscas y conglomerados con intercalaciones de arcillas laminares, que afloran en el cañon del rio lenguapá entre san luis de gaceno y el secreto. el rio Gaja, al oeste de la poblacion de Tauramena.

La unidad en el área del rio Lengupá esta compuesta por 470 m (conjunto A ) de alternancia de arcillas rojizas, areniscas arcillosas, de color blanco a cartelila, de grano fino a medio, con estratos lenticulares de carbón en espesores de 20 a 50 cm. Dentro de este conjunto se presentan lentes de conglomerados con cantos de cuarzo hasta de 3 cm de diámetro y estratos de areniscas calcáreas de pelecípodos.

La parte media esta formada por 218 m(conjunto B) de areniscas grises amarillentas, grano medio a conglomeratico e intercalaciones de limolitas y conglomerados con cantos de cuarzo, areniscas y chert hasta 5 cm de diámetro, cementados en una matriz arenosa; le subrayasen 390 m (conjunto C) de limolitas arenosas, areniscas arcillosas de grano fino y conglomerados finos en estratos hasta 5 m de espesor, con cantos de arenisca y cuarzo cementados en una matriz arenosa; 403 m (conjunto D) compuesta por una alternancia de lutitas arenosas, grises claras y conglomerados en estratos que varias entre 1 y 6 m de espesor, con cantos subredondeados de areniscas, cuarzo y chert hasta de 10 cm de diámetro, cementados en una matriz arenosa; 190 m (conjunto E) cubiertos que por observaciones de afloramiento aislados, parece corresponder a arcilla y limolitas con intercalaciones lenticulares de conglomerados. El techo de la unidad esta formado por 151m (conjunto F) de alternancia de lutitas y conglomerados. La pared media y superior de esta formación se caracteriza por presentar esta estratificación irregular, con pinchamiento y canales de rio dentro de ésta. Su espesor medio es de 1.600 m.

La unidad infrayace y subrayase aparentemente concordante a los estratos de las formaciones corneta y diablo, respectivamente.

Esta formación en su parte inferior es marina, zona de oleaje y en la superior es pantanosa a fluvial.

La formación corneta abarca la parte superior de la formación Choapal y gran parte de la formación Medina de Segovia.

FORMACIÓN LA CORNETA ( Qtlc )

Se da este nombre para representar una serie de gravas interestratificadas con limolitas que afloran en el sinclinal de Nazaret. El nombre para esta formación se toma de la quebrada del mismo nombre que desemboca en el rio Guavio en la localidad de Nazareth.

En la localidad tipo, la formación la corneta, esta formada por gravas con cantos de arenisca y cuarzo hasta 70 cm de diámetro y un espesor de 120 m. la unidad se observó suprayaciendo en discordancia los estratos de la formación Caja. Sus características litológicas indican un ambiente fluvial.

La formación la corneta, puede considerarse como pleistoceno superior, teniendo en cuenta las características tectónicas y estructurales que presenta esta unidad sugiere no haber sido afectada por la segunda fase de Orogenia Andina, cuyo clímax parece haber sido de edad pleistoceno inferior. La formación corneta corresponde a la parte superior de la formación Medina de Segovia.

CUATERNARIO (Qt)

En la región estudiada se encuentran depósitos aluviales y de derrubio que han sido delimitados en este trabajo. Los depósitos aluviales se presentan principalmente en las márgenes de los ríos Lengupá, Guavio y Upía, constituidos por gravas. En el área de los llanos orientales, se presentan dos niveles de terrazas que fueron cartografiados como una sola unidad.

TECTONICA

En este texto se tomara en cuenta las características mas sobresalientes de las cuatro regiones estructurales que se distinguen en el área del cuadrángulo K-12, las cuales de oriente a occidente son: región de los llanos Orientales, Sinclinario de Nasareth , Anticlinario de los farallones y Sinclinaro de la sabana de bogota.

Región de los llanos orientales

Ocupa el extremo suroriental del cuadrángulo k-12 y esta aracterizada por la morfología plana. En ella se distinguen los siguienes elementos tectónicos:

a. falla de Guaicaramo, inversa, de angulo alto (corte CC°) cuyo plano de falla buza hacia el oeste y pone en contacto los estatos de la formación caja y grupo palmichal.

b. Flanco occidental del anticlinal de la florida, el cual esta cubierto por las terrazas de los llanos orientales.

Región del sinclinatorio de Nazareth

Esta constituido por las rocas sedimentarias del Borde Llanero y limitada al oriente por la falla de Guaicamaro y al occidente por la falla de Tesalia, ambas inversas, de angulo alto y buzamiento hacia el oeste.

Esta región se caracteriza por presentar estructuras amplias, normales y simétricas de dirección general N 30° E a N 40°E, tales como: sinclinal de rio blanco, anticlinal del Guavio y Sinclinal de Nazareth. Al norte de estas estas estructuras (limite k-12 y k-13) se presentan pliegues apretados y de gran extensión.

Región del anticlinal de los farallones

Esta localizada en la zona central del cuadrángulo y ocupa un 50% del área total. Se carcteriza por ser una región de gran complejidad estructural, con numerosas fallas inversas que ocasionaron el levanamiento de varios bloques de rocas precretacicas.

AMENAZAS NATURALES.

La amenaza geológica

Es una medida de la probabilidad de exceder un nivel de ocurrencia de un evento geológico con una cierta intensidad en un cierto sitio y en determinado período de tiempo, mientras que el riesgo geológico es una medida de la probabilidad de exceder un nivel de consecuencias económicas, sociales y técnicas en un determinado sitio en un cierto período de tiempo, relacionados con algún evento que tenga que ver con la geología, el cual puede reducirse o mitigarse puesto que no sólo depende de la amenaza geológica sino de la vulnerabilidad del elemento o de los elementos expuestos.

Amenaza natural por incendios.

Es de muy baja probabilidad pues no existen áreas boscosas importantes urbanas, no se presentan tormentas eléctricas frecuentes de magnitudes considerables sin embargo se resaltan los incendios provocados en la preparación de suelos para la agricultura con el procedimiento de tumba y quema.

Amenaza natural por inundación.

A lo largo de las márgenes de la quebrada Sardinata se puede observar el fenómeno de socavamiento lateral, haciéndose más evidente hacia las curvas externas de las márgenes de la quebrada, llegando a generar grandes desprendimiento de material originando incluso procesos de remoción en masa como se evidencia en la margen izquierda aguas arriba del puente .

En la margen izquierda del río Lengupá se observa igualmente el proceso de socavamiento lateral aunque en menor escala debido al proceso de depositacion de material de arrastre que genera barras, playas e islas de gran longitud que le brindan protección a las márgenes pero que colaboran con la inundación del valle en las eventuales crecidas del río.

La falta de la debida conducción de las aguas lluvias, y las bajas pendientes que tiene el municipio, hacen que las aguas inunden algunas casas en época de invierno en sectores como Villa Zelandia, La Floresta, La Sardinata y Las Flores.

Amenaza natural por deslizamientos.

Dentro del área actualmente urbanizada no existen reptaciones o deslizamientos de importancia que amenacen la estabilidad de las construcciones, a pesar de que

la mayoría de estas no están construidas con sistemas estructurales idóneos; sin embargo hay construcciones sobre terracitas.

En ambas quebradas se observan movimientos en masa activos que se caracterizan por presentar claras evidencias de la actividad de la masa en movimiento o zonas de desprendimiento. Igualmente se observan en mayor escala los movimientos en masa durmientes los cuales presentan un aparente estado de inactividad, pero puede ser reactivado por cambios en las propiedades intrínsecas de los materiales, las condiciones hidrogeológicas o la acción de agentes externos como lluvias intensas o un sismo.

En las riberas del río Lengupá, existe amenaza media por erosión en terracitas, buzamientos de los terrenos blandos que buscan reacomodarse en las zonas bajas de la cuenca y que pueden en un futuro remoto afectar el centro urbano hacia el sur. Existe la tendencia a continuar deforestando los terrenos, reforzando la tendencia a que la acción de gravedad, de las lluvias y vientos que ocasionan movimientos de tierra, erosión y daños sobre el paisaje.

Amenaza natural por movimientos sísmicos.

El área de San Luis de Gaceno se encuentra dentro de la cordillera oriental del sistema andino, de edad joven y origen sedimentario con frecuentes asentamientos, es una región con tectónica compleja por estar cercana a las fallas del borde llanero, características que hacen del municipio una zona sísmica alta.

Para el caso del componente urbano este tipo de amenaza sísmica alta implica mayores riesgos sobre el espacio construido y concentrado, bienes, vidas e infraestructuras.

En la Secretaría de Planeación del municipio se exigen cálculos estructurales sismo resistentes para construcción de tres pisos en adelante, así como también estudios de suelos, lo cual quiere decir que las construcciones anteriores a esa fecha no contaban con estos requisitos. Se está trabajando con el anterior código sismo resistente.

El 25 de enero de 1995 se presentó un episodio sísmico que afecto en gran parte las estructuras de las casas, en el sector rural de Santa Teresa se derrumbaron varias viviendas y se presentaron heridos por la caída de techos y paredes, creando una emergencia atendida por organismos de socorro de la Gobernación de Boyacá y el Departamento de Casanare. Después de esto se incluyó el Plan de Prevención de Desastres.

Según estudios de INGEOMINAS, el municipio se encuentra en una zona altamente vulnerable ante la posible ocurrencia de un movimiento tectónico de cierta magnitud.

Mapa 1.Relieve, hidrografía y zonas de riesgo de San Luis de Gaceno. 2013

HIDROGRAFÍAS Y PROBLEMAS QUE SE PRESENTAN

Es así como las estructuras morfológicas y los procesos morfodinámicos son acelerados a partir de una actividad humana basada en ganadería extensiva que degradan los suelos, llevando así a ocasionar derrumbes, procesos de degradación llamados pata de vaca y deslizamientos rotacionales favorecidos por pendientes fuertes y desprotegidas de una capa vegetal nativa que absorbía y regulaba las entradas y salidas de saturación hídrica.

No se cuenta con planes de control y monitoreo o seguimiento de la construcción de los estanques piscícolas con el fin de evitar problemas de sobrecarga de aguas subterráneas que llevan a la reactivación de procesos de remoción en masa afectando predios vecinos.

GEOLOGIA LOCAL

La zona en la cual se va a desarrollar la geología local, se hizo por medio del estudio de las fotografías aéreas 090 y 091, del vuelo C-2534.

GRAFICO No. 3 – Geologia Local

La geologia local esta caracterizada por las formaciones Corneta y Caja. La primera de ellas contiene conglomerados gruesos poco compactos, mientras que la segunda presenta alternancia de arcillas, areniscas, limolitas, areniscas arcillosas conglomeraticas y conglomerados.

GEOLOGIA ESTRUCTURAL

Para el Municipio de San Luis de Gaceno la estructura geológica más importante es el Sinclinal de Nazaret este se encuentra ubicado en la vereda de donde deriva su nombre, cuyo eje se encuentra al occidente del caserío de Nazaret y que tiene un rumbo NE con un cabeceo hacia el SW.

Es un sinclinal asimétrico que presenta su flanco occidental dispuesto en forma vertical formando los Farallones que se pueden observar en los sitios Miraculos y Balcones. El otro flanco al oriente del sinclinal presenta una inclinación más suave, formando colinas y montañas con control de pendiente por la estructura en sí.

Esta constituido por las rocas sedimentarias del Borde Llanero y limitada al oriente por la falla de Guaicamaro y al occidente por la falla de Tesalia, ambas inversas, de angulo alto y buzamiento hacia el oeste.

Este sinclinal ejerce el control estructural de las demás unidades estratigráficas circundantes.

ZONIFICACION

De acuerdo a las condiciones encontradas y a las similitudes que presentan en cuanto a drenajes, estratificación, procesos denudativos, litología y geomorfología; es posible dividir el área en 4 zonas de diferentes potenciales y condiciones, la primera zona que comprende la zona izquierda al rio Lengupá, en esta zona encontramos el área urbana de San Luis de Gaceno, esta zona se caracteriza por ser plana, además de contar con predominancia de suelo del cuaternario terrazas, y en menor medida del cuaternario aluvial, el mayor problema geotécnico presente en esta zona se halla en las cercanías al rio donde se encuentran terrazas de acumulación y terrazas de erosión.

La zona 2 que comprende la parte derecha del rio hasta el inicio de la zona de influencia del sinclinal de Nazaret, presenta un relieve mayor al de la zona 1 en él se distinguen zonas acolinadas y zonas montañosas de pendiente moderada, cada uno de estos enmarca un drenaje dendrítico bien evidente, en este podemos encontrar en condiciones tolerables eventos de remoción en masa en zonas determinadas, al igual que en la zona 1 presenta suelo cuaternario de terrazas y aluvial en las cercanías al rio Lengupá.

La zona 3 que comprende las zonas de influencia del sinclinal de Nazaret y zona media de las aerofotografías del municipio, es la zona critica del sector debido a que las condiciones de procesos denudativos son altamente evidentes a lo largo y ancho de la zona, en esta encontramos un relieve que varía entre zonas acolinadas y zonas montañosas de pendiente moderada, cuyo drenaje hace parte del drenaje dendrítico descrito en la zona 2 y en ciertos puntos al establecido en la zona 4

La zona 4 comprende la zona superior de la aerofotografías, siendo una zona contigua a una vertiente del rio que se encuentra al lado de la zona de influencia del sinclinal ya nombrado, se caracteriza por tener el relieve más complicado, que se centra en zonas montañosas abruptas y de pendiente media, que forman un drenaje dendrítico, al igual que las condiciones de procesos denudativos encontrados en la zona 3, en esta zona son de alta complicidad e injerencia a la hora de desarrollar una obra civil en esta zona, presenta planicies aluviales y materiales cuaternarios en los bordes de la zona contiguas al rio.

CONCLUSIONES

De acuerdo a las condiciones encontradas se establece que el municipio de San Luis de Gaceno:

Sus habitantes presentan un gran riesgo de morbilidad, debido a la gran vulnerabilidad que presenta por las construcciones que no cumplen ni manejan el código sismo resistente actual NSR-10.

Debido a que este municipio está sobre una terraza, también presentan una amenaza latente de deslizamientos y remoción en masa.

San Luis de Gaceno está influenciado por el sinclinal de Nazaret, por lo cual es muy susceptible a presentar fenómenos sísmicos, que se potencializan a su vez por factores externos tales como: las condiciones de pluviosidad, deterioro de las zonas por influencia del hombre.

El municipio de san Luis de Gaceno presenta una gran extensión de zona montañosa con pendientes moderadas, abruptas y medias, por otro lado la zona urbana es una planicie de inundación donde hay socavación en las rondas de la zona limítrofe del rio Lengupá.

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

BUENO PLATA, Heber Julián Y VARGAS AREVALO, Ricardo Daniel. Análisis estructural del contacto basamento/cobertera entre el anticlinal del Farallones y el sinclinal de Medina (bloque exploratorio cóndor), TRABAJO DE GRADO. Universidad industrial de Santander, Facultad de Ciencias Fisicoquímicas, 2010

ESQUEMA DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL, Municipio de Santa María, Diagnostico situacional, Santa María, Departamento de Boyacá, 2003

GEOLOGIA DE LA PLANCHA 229, GACHALÁ. Instituto Colombiano de Geología y Minería, INGEOMINAS, Bogotá, 1975