Physicochemical of debris characterization and dynamics slip in the plot “Los Anaucos”, old road Charallave- Caracas, Miranda state

Mayerly Rodríguez Terán; Franklin Núñez Ravelo

Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas. Caracas-Venezuela. mayerlygeofisica@outloock.com  franklingeove@hotmail.com 

RESUMEN

En el sector Los Anaucos, el desplazamiento de sedimentos ha ocasionado la pérdida de la principal vía de comunicación, dejando incomunicados a parte de sus habitantes. De allí que la investigación tiene como propósito, precisar las características físicoquímicas de los detritos así como la dinámica del deslizamiento. La metodología se ejecuto en tres fases: (a) Campo a fin de colectar las muestras de sedimentos superficiales, (b) laboratorio, permitió la determinación de los parámetros físicoquímicos de los sedimentos, y (c) oficina o análisis de resultados. Se establece que el material en deslizamiento es producto de la meteorización de los esquistos cuarzo-moscovíticos de la formación “Las Mercedes”, presenta un alto índice de dispersión, bajo contenido de carbono orgánico y poca materia orgánica, los que expuestos en fuertes pendiente generan en la zona una alta susceptibilidad a procesos de remoción en masa durante la activación del período lluvioso.

Palabras clave: Detritos; deslizamiento; Formación Las Mercedes; Los Anaucos.

ABSTRACT

In the plot “Los Anaucos”, the sediment movement has caused the loss of the main means of communication, leaving without transport step of its inhabitants. Hence the research is intended to, specify the physicochemical characteristics of the debris and the dynamics of the sliding. The methodology was executed in three phases: (a) Field, to collect surface sediment sample; (b) laboratory, allows the determination of physicochemical parameters of the sediment, and (c) office or analysis of results. It states that the sliding material is a product of weathering of schist quartz- moscovíticos, “Las Mercedes” formation, has a high rate of dispersion, low organic carbon content and low organic matter, what exposed in strong slope, causing high susceptibility to mass wasting processes during activation of the rainy season.

Key words: Detritus; landslides; “Las Mercedes” formation; Los Anaucos.

Introdución

En la activación de un deslizamiento inciden diversos agentes desencadenantes, los cuales pueden variar de acuerdo al medio en que se originen. Al respecto Suarez (2006), indica que el mecanismo de falla de un talud es complejo y las causas de los movimientos tienen su razón en el ambiente natural externo e interno, el cual puede sufrir modificaciones, pero en los medio tropicales, esta problemática es particularmente complicada, ya que se debe tener en cuenta los suelos residuales, régimen hidrológico y demás factores ambientales (p.1)

En tal sentido, Hernández así como Soeteres y Van Westen, (citados por Aristizábal y Yokota, 2006) definen como procesos de remoción en masa a los desplazamientos pendiente abajo de la ladera, de una mezcla de material generalmente heterométrico, constituido por rocas, detritos, suelos o materiales artificiales, limitados o no, por superficie de deslizamientos, en repuesta a un tipo de ajuste que los materiales presentes en un talud o ladera hacen en relación con su ambiente físico, en donde la fuerza de gravedad, la precipitación, sismicidad y actividades  antropogénicas constituye los principales factores desencadenantes. En este mismo orden de ideas, Scheidegger (citado por Aristizábal y Yokota, 2006), indica que los procesos de remoción en masa, constituyen modificaciones del terreno dentro del ciclo geomorfológico continuo y que corresponden a la respuesta normal del sistema debido a complejos procesos exogénicos (meteorización) y endogénicos (tectónicos).

Estos procesos, pueden ser clasificados atendiendo a múltiples criterios, tales como: (a) la velocidad con la que se desplaza el material, y (b) la condición físicoquímica de la mezcla en deslizamiento. En cuanto a la variable velocidad, estos suelen ser definidos como rápidos o lentos (Longwell y Flint, 1974; Holmes y Homes, 1980; Strahler, 1981; Leet y Judson, 1992; Wicander y Monroe, 1999 y Tarbuck y Lutgens, 2008), considerando como criterio de diferenciación el umbral de 200 km/h, velocidad a la cual, “el aíre queda atrapado y comprimido debajo de la masa de derrubios que se precipita, permitiendo que se mueva como una lámina flexible y elástica a través de la superficie” (Tarbuck y Lutgens, 2008, p. 432).

Ahora bien, en lo referente a la composición físico-química del material, Oyarzun (1994), advierte que la mayoría de las investigaciones buscan evaluar la cantidad del material desplazado y no estudian las características fisicoquímicas, recalcando que la composición de los sedimentos es igual de importante que la cantidad de material, debido a que afecta el transporte y depositación y están asociada estrechamente con su velocidad. En relación a ellos Zinck (2012), afirma que las reacciones químicas tienen lugar en el suelo y el material parental (roca dura o sedimentos no consolidados) y que de acuerdo a las características o composición de estos se puede establecer el origen de los deslizamientos. De igual forma Castellanos et. al. (2012) exponen que la estructura y la composición de los materiales influyen en el desarrollo del relieve, establecen que la composición mineralógica está asociada a la mayor o menor resistencia de la roca al intemprerismo, las rocas de mayor resistencia como las que poseen un alto contenido de cuarzo originan relieves más elevado y predominan sobre aquellas que son más débiles, formadas con una  menor cantidad de cuarzo y mayor proporción de feldespato. Así mismo, las características físicas del material pueden ser igualmente útiles, ya que estas inciden en el tamaño y forma de la partícula, con lo cual se puede inferir como ha sido el proceso de transporte del material. En efecto, Zinck (ob. cit. p.40), afirma que las partículas gruesas poseen la tendencia a empilarse, en cambio el comportamiento de las partículas finas depende de la intensidad de aglomeración.

Como un sumario de lo antes expuesto, Núñez (2012) presenta en los cuadro 1 y 2, una reclasificación de los movimientos de remoción en masa, a partir de los criterios referidos por Longwell y Flint (1974), Holmes y Homes (1980), Strahler (1981), Leet y Judson (1992) Wicander y Monroe (1999) y Tarbuck y Lutgens (2008). La referida reclasificación, permite adoptar un criterio para los términos usados por los autores en su clasificación de los distintos tipos de movimiento de ladera.

En otro orden de ideas y haciendo referencia al caso específico del territorio venezolano, se han reportado diversos procesos de remoción en masa, cuyo estudio, permite establecer los factores que influyen en el desplazamiento del material. Unos de esos casos, es el desborde del río El Limón, cuyo evento se originó por la conjugación de cuatro factores; la geomorfología de la zona, las precipitaciones acontecidas, los incendios forestales y por último el cual pudo incidir, la sismicidad propia de la zona. En efecto el desborde del río El Limón, cuyo evento afectó a los municipios Mario Briceño Iragorry, Girardot y Costa de Oro del estado Aragua en 1987, produjo un deslave caracterizado por el desprendimiento de grandes masas de tierra, vegetación y rocas a causa de la sobresaturación de los suelos. (Audemard 2000; Bertorelli 2006; Aranguren 2008; Briceño et. al. 2008; Ríos et. al. 2010 y Rodríguez, 2012)

Otro evento de gran envergadura, lo constituye la tragedia de origen hidrometeorológico acontecida en Vargas en 1999, donde se registraron para la estación de Maiquetía lluvias continuas de baja intensidad del 1 al 13 de diciembre, para luego presentar un aumento entre el 14 al 16 alcanzando los 911mm (FAV citado por López et. al 2006), las cuales ocasionaron crecidas extraordinarias del Litoral Central, arrastrando peñones, árboles y sedimentos finos, que luego se depositaron en los conos de deyección. Estos aludes torrenciales afectaron grandes extensiones, entre estas la periferia de la Fila Maestra de la Cordillera de la Costa.

Ahora bien, como la mayor parte de la población habita en los conos coluviales, barrios y urbanizaciones enteras fueron arrastrados por las avalanchas de lodo y escombros. Defensa Civil reporta 64.700 casas dañadas y más de 23.000 completamente destruidas. Las pérdidas de vidas humanas se calcula aproximadamente a 15.000 personas y los daños materiales superan los dos mil millones de dólares. (Urbani ,2000; Andressen y Pulwarty 2000; Schmitz, et. al. 2000; Audemard, 2000; Lopez, et. al. 2006; Hidalgo 2006 y Suárez y Pacheco, 2008).

Por su parte, Sardi (2006), reseña los daños que han ocasionado a lo largo de la historia los diferentes eventos asociados a procesos de remoción en masa activados a partir de la ocurrencia de fenómenos hidrometeorológicos, para ellos desarrollo una escala que de acuerdo a los daños registrados se pueden clasificar en grado I, pequeñas inundaciones con profundidades de 30 cm y el valor más alto grado V, grandes inundaciones con daños catastróficos que incluyen la pérdidas de vidas humanas.

Siendo así, los eventos ocurridos en el Litoral Central en el siglo XIX clasifican como: (a) Agosto de 1912, 30 de octubre de 1927, 15 de noviembre de 1944 y 14 de diciembre de 1954. Se ubican en el grado III debido a que se registraron inundaciones regulares con profundidades mayores a los 30 centímetros en áreas extensas, acarreando grandes cantidades de sedimentos, pérdida de sembradíos y de todo tipo de vegetación, así como de algunas vidas humanas. (b) los eventos registrados el 13 de febrero de 1798 y del 15 al 17 de febrero de 1951, clasifican como grado IV, ya que desencadenaron fuertes inundaciones, acarreando víctimas humanas por inmersión, las aguas adquieren en ciertas zonas gran velocidad arrastrando gran cantidad de sedimentos asociados a procesos de remoción en masa, los cursos de los ríos se desvían, sobre todo en las vértices de los conos de deyección, se produce gran acumulación de sedimentos, las casas son sepultadas y el fenómeno puede durar varios días y (c) la tragedia ocurrida entre el 15 y 16 de diciembre de 1999, clasifica como grado V, debido a que los daños fueron de gran envergadura, ocasionando fuertes inundaciones como consecuencias de gran precipitación pluvial, los torrentes se sale de sus cauce y sus aguas adquieren gran velocidad, arrastrando muchos sedimentos y transportando rocas de grandes dimensiones (bloques ciclópeos), así como árboles y todo tipo de vegetación. Hay muchas víctimas humanas por ahogamiento, lapidación o efecto de la gran cineticidad de las corrientes, la tormenta dura varios días (Sardi, 2006).

Durante este mismo período, específicamente entre el 14 y 16 de diciembre, otros sectores del territorio venezolano, se vieron afectados por las constantes lluvias, entre estos, las costas de los estados Miranda, Falcón y otros cinco estados. En general, de acuerdo con los datos reportados por la Oficina de Coordinación de Asuntos Humanitarios, Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (citados por Aranguren, 2008) se estima para los 8 estados afectados un aproximado de 273 mil personas afectadas y 64 mil viviendas sufrieron daños.

Así mismo, se han reportado diversos episodios de lluvias torrenciales como detonante de procesos de remoción en masa, que han ocasionados una infinidad de impactos socioeconómicos, un ejemplo de lo anterior es la vaguada registrada entre el 7 y 12 de febrero de 2005, dichas lluvias comenzaron a propagarse hacia toda la región norte costera de Venezuela pasando por los estados Aragua y Carabobo, y afectando fuertemente al Distrito Capital, al estado Vargas y la región Andina específicamente el estado Mérida. (Ayala, Páez y Araque, 2007)

Para el área objeto de este estudio, constituida por el sector Los Anaucos, la prensa mirandina, reseña que para el año 2011, se evidencian procesos de remoción en masa, los cuales han ocasionado afectaciones sociales y de infraestructura. En efecto, Olivo (2011), reporta que las precipitaciones del 19 de mayo de 2011, ocasionaron deslizamientos en el sector, colapsando la carretera vieja Charallave-Caracas, dejando incomunicados a los habitantes de la zona.

De allí que la presente investigación, tenga como propósito caracterizar los parámetros fisicoquímicos de los detritos y la dinámica del deslizamiento en el sector Los Anaucos, carretera vieja de Charallave-Caracas, estado Miranda.

Área de estudio

Figura 1. Localización del área de estudio. Nótese en la fotografía del extremo inferior izquierdo, los detalles señalados como: (1) el polígono indica el relictus de la antigua carretera principal, (2) la línea inclinada señala la pendiente del flanco derecho visto desde la carretera, (3) la línea curva, evidencia el contorno de la corona del deslizamiento y (4) las flechas muestran la dirección del material en deslizamiento. Mapa base hoja LL-44 del IGVSB.

Se trata de un área montañosa que alcanza los 1185 metros de elevación en el Cerro Los Anaucos, con una pendiente promedio de 40% (figura 2), clasificando de acuerdo al criterio expuesto por Henao (1998) como un relieve muy fuerte, en donde afloran los Esquisto cuarzo-moscovíticos perteneciente a la Formación Las Mercedes (PDVSA-INTEVEP, 1997).  

Figura 2. Perfil topográfico del área del Cerro Los Anaucos.

De acuerdo con los datos pluviométricos correspondientes a la estación meteorológica tipo C, ubicada en Charallave, las lluvias en la zona presentan un comportamiento unimodal, determinado por el desplazamiento de la Convergencia Intertropical (CIT) por esta área del territorio venezolano entre los meses de mayo a noviembre. En efecto, en esta época del año se concentran aproximadamente el 83% de las lluvias de la zona, alcanzando su máximo pico durante el mes de julio (158 mm). Durante los meses de diciembre – abril, las lluvias son escasas, lo que constituye el período seco para la zona (gráfico 1).

Grafico 1. Pluviograma de la estación meteorológica (tipo C) Charallave. Datos tomados del Instituto Nacional de Meteorología e hidrología (INAMEH, 2013).

MÉTODO

En efecto, a partir de las muestras colectadas in situ se pretende reconocer las características sedimentológica del material a fin de explicar la dinámica del deslizamiento ocurrido en el sector Los Anauco.

Fases de la investigación

Para el logro del objetivo propuesto, se desarrollaron las siguientes fases de investigación: campo, laboratorio y oficina.

Fase de campo

Se basó en el reconocimiento in situ del sector, el día 6 de marzo de 2013, coincidiendo con el período seco ya que favorece la recolección de las muestras de sedimentos en un área de muy fuerte pendiente. Se procedió a limitar la zona del deslizamiento, en atención al fácil acceso y la menor intervención antrópica.

Posteriormente se procedió a colectar las muestras superficiales, tomadas según las posiciones topográficas evidenciadas en uno de los deslizamientos: corona (1 muestra), valle (1 muestra), flancos (2 muestras) y base (1 muestra) del deslizamiento para un total de cinco (5) muestras.

Fase de laboratorio.

En esta fase, se procedió al análisis de las características del material detrítico. Como parte de las variables físicas se reconoció: (a) la textura de los sedimentos mediante el método de Bouyoucos, atendiendo al protocolo referido por Lara (1985) y (b) el grado de dispersión utilizando el método del doble hidrómetro de acuerdo a lo reportado por Porteros y Alba (1999).

En cuanto a las determinaciones químicas, se analizo: (a) el contenido de Carbono orgánico a partir del método de Walkley y Black siguiendo el protocolo reseñado por Arrieche y Pacheco (s/f) y Toledo (2008); (b) el porcentaje de materia orgánica según el factor convencional de Vammelen, atendiendo a lo referido por Navarro (2007) y Toledo (2008), y (c) la composición mineralógica mediante el análisis de rocas totales por difracción de rayos X, estudio que fue realizado por el Instituto de Ciencias de la Tierra de la Universidad Central de Venezuela.

En ella se procedió a la interpretación de los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio aplicado a las muestras de sedimentos. Así mismo, se procedió al análisis de mapas topográficos sector sur-oeste del Distrito Federal- Estados Aragua y Miranda, Hoja LL- 44, escala 1:5.000, con el propósito de elaborar perfiles de deslizamiento y establecer el grado de pendiente.    

RESULTADOS

Características físicas del material en deslizamiento

Textura de los sedimentos

Desde el punto de vista sedimentológico, el material en deslizamiento, está constituido por fracciones de 51.8% de arenas, 40% de limos y 8.2% de arcillas (cuadro 1), presentando una textura franco-arenosa, lo que Según Rucks, et. al (2004) los sedimentos que pertenecen a esta clase, poseen en términos generales una textura moderadamente gruesa y pertenecen al grupo de los suelos arenosos.

Este tipo de suelo, es ligero a consecuencia de su escaza plasticidad, ya que el gran tamaño de sus partículas, facilita la penetración del aire y en presencia de intensas lluvias se puede producir un encharcamiento o escorrentía entre las partículas, favoreciendo la erosión laminar (Gisbert, Moreno e Ibáñez, 2009)

Grado de dispersión del material

El análisis de las muestras indica que el material en deslizamientos posee un porcentaje de dispersión promedio de 100.93%, lo que indican que se trata de sedimentos dispersivos (cuadro 2).

Para esta condición, Porteros y Alba (1999), establecen que los suelos dispersivos son altamente erosivos a bajos gradiente hidráulicos, lo que lo hace susceptibles a la separación de las partículas ante un ligero incremento del agua en el suelo, favoreciendo no solo la erosión, sino además ante una condición de pendiente inclinada, propicia el deslizamiento del material.

Carbono orgánico

Las muestras analizadas, como parte de esta investigación, indican que el contenido Carbono Orgánico en el suelo es bajo (cuadro 3). De esto se puede inferir que los sedimentos del sector Los Anaucos, posee un bajo índice de intercambio catiónico y la distribución en sus espacios porosos es poca.

Materia Orgánica (MO)

Los resultados demuestran un bajo porcentaje de MO (ver cuadro 4), lo cual se debe a las características estacionales de la vegetación de la zona. Por lo general las precipitaciones y a la presencia de la Bambusa vulgaris (bambú), especie que si bien suele ser empleada para el control de cárcavas debido a su capacidad de sujeción al sustrato mediante sus raíces y rizomas (Hurtado, et. al. 2012). No obstante en el caso particular de la zona en estudio, se encuentra en parches aislados producto de la tala, su aporte de materia orgánica al suelo es muy poco significativo.

Ahora bien, la materia orgánica posee un efecto sobre las propiedades físicas del suelo, ya que favorece la formación de agregados, lo que le da una estabilidad a la estructura. Así mismo al unirse con las arcillas favorece la penetración del agua y su retención, trayendo como consecuencia una disminución de la erosión (Graetz citado por Julca et al. 2006)

No obstante como se puede observar en el sector Los Anaucos, se evidencia un porcentaje de materia orgánica (MO) bajo, trayendo como consecuencias que el materia superficial, sea susceptible a la erosión.

Composición Mineralógica

Grafico 2. Difractogramas de los sedimentos en deslizamiento. Nótese la similitud mineralógica del material en las posiciones topográficas del deslizamiento: (A) corona, (B) valle y (c) base del deslizamiento.

Ahora bien, es conocido que el cuarzo es un mineral duro, ligero, que carece de exfoliación y drenaje y se presenta generalmente en cristales claros y transparentes. (PDVSA-INTERVEP, 1997) y Monkhouse, 1978).

En cuanto a la Moscovita “es un mineral que no presenta sustituciones en sus capas octaédrica pero sí en la tetraédrica, donde entra un Al3+ por cada tres Si4+. Por consiguiente, se produce un defecto iónico que lleva a los K+ a fijarse entre las diferentes capas” (Grupo Editorial Oceano, 2011. pp 142). Este mineral cristaliza en el sistema monoclínico, dando tabillas, prismas piramidales o bien agregados granulares o masivos, presenta una dureza que varía entre 2 a 2,5 y posee una excelente exfoliación. Además es un componente muy frecuente en todo tipo de rocas como los esquistos y muy común en rocas detríticas. A B C

En relación a lo anterior Atterberg (citado por Rucks et. al. 2004) advierte que de acuerdo a la cantidad o presencia de alguno elementos puede afectar la plasticidad de los suelos, en dicho estudio indicó que los minerales que presentan una estructura laminar, muestra plasticidad siempre y cuando sean pulverizados.

La presencia de cuarzo en los sedimentos es muy común, ya que este mineral se encuentra en la mayoría de las rocas. En la zona de estudio, este mineral se puede asociar con la presencia de las arenas, lo que aporta mayor porosidad a la estructura del material, generando inestabilidad en los agregados y favoreciendo su dispersión. (Higueras y Oyarzun, 2013)

Por otro lado la moscovita, en condiciones de meteorización está asociada a la presencia de granos de las tallas de los limos y las arcillas. Este mineral le aporta al suelo distintas propiedades mecánicas, entre ellas, origina suelos expansivos e inestables. (Higueras y Oyarzun, 2013)

Dinámica de los deslizamientos en el sector Los Anaucos, Carretera Vieja Charallave- Caracas.

En el sector de Los Anaucos, se conjugan una serie de elementos que favorecen los procesos de remoción en masa. En efecto, las propiedades fisicoquímicas de los sedimentos, indican la presencia de un material de textura franco arenosa, lo que permite advertir que se trata de clastos de granos más o menos gruesos con amplios intersticios, lo cual aunado al bajo porcentaje de carbono orgánico y materia orgánica, le confiere a estos sedimentos una alta vulnerabilidad de dispersión ya que no posee estabilidad en su estructura.

CONCLUSIONES

La meteorización de los Esquistos cuarzo-moscovíticos de la Formación Las Mercedes, deja disponible una considerable capa de detritos franco arenosos con bajo CO y MO en una zona de fuerte pendiente, los cuales, durante la evolución del período de lluvias, se activan en procesos de remoción en masa, generando afectaciones socio-económicas en el sector de Los Anaucos.

La activación de lo sedimentos se debe a su alto índice de dispersión, el cual hace de este material, altamente vulnerable al desplazamiento ante el incremento de las condiciones hìdricas.

Partiendo de lo anterior se recomienda, profundizar en estudios de riesgos y prevención de deslizamientos en dicho sector, paro poder establecer cuáles son las zonas de vulnerabilidad y permitir una mejor calidad de vida a los habitantes del sector Los Anaucos.

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