UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD Y DEL SER HUMANO ESCUELA DE ADMINISTRACIÓN PARA DESASTRES Y GESTIÓN DE RIESGOS PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ADMINISTRACIÓN PARA DESASTRES Y GESTIÓN DE RIESGOS Tema: Evaluación de vulnerabilidad de edificaciones y la infraestructura vial ante la susceptibilidad de movimientos en masa, en la vía Guaranda- Chimbo en etapa invernal durante el período 2017 Autores: Barragán Sánchez Marly Mariela Hinojoza Taco Lourdes Silvana Director de Proyecto: Ing. Abelardo Paucar Camacho, PhD Guaranda – Ecuador 2017 II DEDICATORIA Este trabajo de investigación está dedicado a Dios, por permitirme llegar a esta fase importante, por los triunfos y desaciertos que son testigos de cada etapa de fortaleza de mi vida para culminar esta meta en mi formación profesional. A mis abuelitos Florcita y Cesar por ser el pilar fundamental en mi vida que son mis padres amorosos e incondicionales y los que siempre me han apoyado moral y anímicamente para corregir mis faltas y malos ratos, sus valioso consejos a seguir adelante para cumplir sueños y metas. A mi mami Nancy y hermana Mayris, por enseñarme a dar mis primeros pasos y demostrarme que siempre puedo contar con ellas, por sus regaños y consejos brindados en el momento adecuado que me han ayudado a superar los retos más duros de mi vida, por ser seres muy importantes que siempre han buscado mi bienestar, por haberme inculcado buenos valores para cada día ser un mejor ser humano. “La familia es como la música, algunas notas altas, otras bajas, pero siempre es una hermosa canción, que a pesar de la distancia siempre la tenemos presente en nuestros corazones”. Marly Mariela Barragán Sánchez III DEDICATORIA Ante todo a dios ser supremo que nunca me ha desamparado ya que ha estado siempre a mi lado cuidándome y protegiéndome. A mis queridos y adorados padres Alicia y Ramiro, los cuales han sabido guiarme y apóyame mediante su sabiduría, esfuerzo y dedicación, durante todo el transcurso de mi carrera; proporcionándome sus consejos para llegar a ser una buena persona y cumplir todas la metas y objetivos que me he propuesto en la vida. A mis hermanos que siempre estuvieron brindándome su apoyo incondicional permaneciendo siempre junto a mí dándome palabras de aliento para lograr a cumplir todo lo que me él planteado logar. Lourdes Silvana Hinojoza Taco IV AGRADECIMIENTOS Primeramente damos gracias a Dios por permitirnos tener tan buena experiencia dentro de la Universidad Estatal de Bolívar para convertirnos en profesionales en lo que tanto nos apasiona, a nuestros padres y familia por su sabiduría, apoyo constate y comprensión, gracias a cada docente que hizo parte de este proceso integral de formación, como recuerdo y prueba viviente perdurara dentro de los conocimientos y desarrollo de las demás generaciones que están por llegar. Finalmente y de manera muy especial agradecemos al Ing. Abelardo Paucar, PhD como director de este trabajo, por ser nuestro guía y asesor, facilitador del material e información necesaria en la realización del mismo, por su gran personalidad y paciencia quien supo orientarnos, apoyarnos y corregirnos en nuestras falencias en cada momento durante todos estos años, con una entrega desinteresada que sobrepaso nuestras expectativas que a más de ser docente lo consideramos un amigo y hemos depositado nuestra confianza en él, como excelente ser humano digno de orgullo y admiración. Marly Mariela Barragán Sánchez Lourdes Silvana Hinojoza Taco V CERTIFICACIÓN DEL DIRECTOR En mi calidad de Director del trabajo de titulación mediante la modalidad de proyecto de investigación, elaborado por las señoritas: Marly Mariela Barragán Sánchez y Lourdes Silvana Hinojoza Taco, titulado “EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD DE EDIFICACIONES Y LA INFRAESTRUCTURA VÍAL ANTE LA SUSCEPTIBILIDAD DE MOVIMIENTOS EN MASA, EN LA VÍA GUARANDA-CHIMBO EN ETAPA INVERNAL DURANTE EL PERÍODO 2017.”, previo a la obtención del Título de Ingeniero en Administración para Desastres y Gestión del Riesgo, considero que el trabajo ha sido revisado y reúne los requisitos académicos y legales establecidos en el reglamento de titulación de la Facultad de Ciencias de la Salud. Por lo que autorizo la presentación en las instancias respectivas para el trámite correspondiente en la facultad para su revisión y calificación. En la ciudad de Guaranda, 21 de julio del 2017. _____________________________ Ing. Abelardo Paucar Camacho, PhD Docente Tutor - UEB VI CONTENIDO CAPÍTULO 1: EL PROBLEMA ......................................................................................19 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..............................................................19 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ...................................................................20 1.3. OBJETIVOS .....................................................................................................................20 1.3.1 Objetivo General. .........................................................................................................20 1.3.2 Objetivo Específico. .....................................................................................................20 1.4. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................21 1.5. LIMITACIONES ............................................................................................................23 CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO ...............................................................................24 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN .................................................24 2.2. BASES TEÓRICAS .......................................................................................................28 2.2.1. Definición de movimientos en masa .....................................................................28 2.2.2. Tipos de movimientos en masa ..............................................................................28 2.2.2.1. Deslizamientos ...........................................................................................................28 2.2.2.2. Derrumbe ....................................................................................................................29 2.2.2.3. Flujos ............................................................................................................................29 2.2.2.4. Reptación ....................................................................................................................30 2.2.2.5. Hundimientos ............................................................................................................30 2.2.3. Factores de susceptibilidad a movimientos en masa .....................................30 2.2.3.1. Factores condicionantes. .......................................................................................30 2.2.3.2. Factores detonantes ................................................................................................32 2.2.4. Susceptibilidad a movimientos en masa .............................................................33 2.2.4.1. Método de Mora-Vahrson modificada para la cuantificación de la amenaza ante movimientos en masa ............................................................34 2.2.4.2. Mapas de susceptibilidad ......................................................................................36 2.2.5. Vulnerabilidad físico-estructural de edificaciones, e infraestructura vial a movimientos en masa ........................................................................................37 2.2.5.1. Vulnerabilidad físico-estructural de edificaciones .....................................37 2.2.5.2. Vulnerabilidad de infraestructura vial ...........................................................39 2.2.6. Medidas estructurales................................................................................................42 2.2.6.1. Reducción de fuerzas actuantes .........................................................................42 a) Modificación de geometría del talud ......................................................................42 b) Sistema de drenaje .........................................................................................................46 VII c) Protección de la superficie ..........................................................................................49 2.2.7. Incremento de fuerzas resistentes ........................................................................54 a) Aplicación de fuerza resistente al pie del talud ..................................................54 2.2.8. Medidas no estructurales .........................................................................................59 2.2.9. Medidas ambientales ..................................................................................................62 a) Reforestación ...................................................................................................................62 b) Forestación ........................................................................................................................62 c) Prevención de deforestación ......................................................................................62 d) Prevención de incendios forestales ..........................................................................63 2.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS (GLOSARIO) ..................................................64 2.4. SISTEMAS DE HIPÓTESIS .....................................................................................66 2.5. SISTEMAS DE VARIABLES ...................................................................................66 CAPÍTULO 3: MARCO METODOLÓGICO ............................................................71 3.1. NIVEL DE INVESTIGACIÓN .................................................................................71 3.1.1. Tipo de investigación..................................................................................................71 3.1.2. Método de investigación ...........................................................................................71 3.1.3. Periodo de tiempo ........................................................................................................71 3 2. DISEÑO ..............................................................................................................................71 3.3. POBLACIÓN Y MUESTRA ......................................................................................72 3.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS .....73 3.5. TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS (ESTADÍSTICO UTILIZADO), PARA CADA UNO DE LOS OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................74 CAPITULO 4: RESULTADOS O LOGROS ALCANZADOS SEGÚN LOS OBJETIVOS PLANTEADOS ........................................................................75 4.1 RESULTADOS DEL OBJETIVO 1: DIAGNOSTICO SOCIO- TERRITORIAL ..............................................................................................................75 4.1.1. Vulnerabilidad social .................................................................................................75 4.2 RESULTADOS DEL OBJETIVO 2: SUSCEPTIBILIDAD A MOVIMIENTOS EN MASA EN LA VÍA GUARANDA – CHIMBO .....87 4.2.1 Registro histórico de deslizamientos en el área de estudio...........................87 4.2.2. Factores condicionantes ............................................................................................92 a) Geológico-Litológico .....................................................................................................92 b) Geomorfología .................................................................................................................94 c) Pendiente ...........................................................................................................................96 VIII d) Uso de suelo ......................................................................................................................98 4.2.3. Factores desencadenantes ..................................................................................... 101 a) Sismos .............................................................................................................................. 101 b) Precipitaciones .............................................................................................................. 101 4.2.4. Mapa de amenaza de movimientos en la vía Guaranda-Chimbo ......... 102 4.3. RESULTADO DEL OBJETIVO 3: VULNERABILIDAD DE EDIFICACIONES Y SISTEMA VIAL ANTE LA SUSCEPTIBILIDAD A MOVIMIENTOS EN MASA ............................................................................ 108 a) Condiciones actuales de edificaciones ................................................................. 108 b) Nivel de vulnerabilidad de edificaciones ............................................................ 115 c) Exposición de las edificaciones ante deslizamientos ...................................... 118 d) Nivel de vulnerabilidad de infraestructura vial .............................................. 118 e) Exposición de infraestructura vial ante amenaza de movimientos en masa .................................................................................................................................. 119 4.4. RESULTADOS DEL OBJETIVO 4: MEDIDAS Y ESTRATEGIAS QUE CONTRIBUYAN A LA MITIGACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ANTE LA AMENAZA DE MOVIMIENTOS EN MASA EN EL ÁREA DE ESTUDIO .......................................................... 122 CAPITULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................ 133 5.1 Comprobación de la Hipótesis ................................................................................. 133 5.2 Conclusiones .................................................................................................................... 133 5.3 Recomendaciones .......................................................................................................... 135 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 137 ANEXOS .................................................................................................................................. 139 ÍNDICE TABLAS Tabla 2.1. Pesos de ponderación asignados a los factores para evaluación de la amenaza a movimientos en masa .......................................................... 33 Tabla 2.2.Variables, Indicadores y pesos de ponderación establecidos para evaluación de vulnerabilidad física de edificaciones ........................... 34 Tabla 2.3. Nivel de vulnerabilidad de edificaciones ............................................. 37 Tabla 2.4.Variables, Indicadores y pesos de ponderación establecidos para evaluación de vulnerabilidad física de infraestructura vial ................. 39 Tabla 2.5. Nivel de vulnerabilidad de infraestructura vial .................................... 39 Tabla 2.6. Variable Independiente ........................................................................ 65 Tabla 2.7. Variable Dependiente .......................................................................... 67 Tabla 2.8. Variable Interviniente .......................................................................... 67 IX Tabla 4.1. Grupo étnico en la zona de estudio ...................................................... 73 Tabla 4.2. Genero .................................................................................................. 74 Tabla 4.3. Edades de personas entrevistadas ....................................................... 75 Tabla 4.4. ¿Conoce si alguna vez ha ocurrido un evento adverso (desastre) en el sector? ............................................................................................... 76 Tabla 4.5. ¿Qué tipo de evento considera usted que está expuesto el sector? ...... 77 Tabla 4.6. ¿Durante el tiempo que habita en el sector, ha sido afectado por deslizamientos? ..................................................................................... 78 Tabla 4.7. ¿Que afectación ocasiono el deslizamiento? ....................................... 79 Tabla 4.8. ¿Conoce Ud. Cuál de las siguientes formas de organización existen en su sector? .............................................................................................. 80 Tabla 4.9. ¿Tipo de actividad económica del jefe de familia? .............................. 81 Tabla 4.10. ¿Nivel de dependencia de los integrantes de la familia? ................... 82 Tabla 4.11. ¿Disponibilidad de servicios básicos? ............................................... 83 Tabla 4.12. Estado de los servicios básicos .......................................................... 84 Tabla 4.13. Antecedentes de deslizamientos en la vía Guaranda- Chimbo .......... 86 Tabla 4.14. Resultados del factor geológico-litológico en la vía Guaranda- Chimbo ................................................................................................ 91 Tabla 4.15. Resultado de factor geomorfológico en el tramo de la vía Guaranda- Chimbo .................................................................................................. 93 Tabla 4.16. Resultados del factor pendiente en el tramo de la vía Guaranda- Chimbo .................................................................................................. 95 Tabla 4.17. Resultados del uso de suelo en el tramo de la vía Guaranda-Chimbo ............................................................................................................... 97 Tabla 4.18. Resumen de áreas de amenazas de deslizamientos en la vía Guaranda-Chimbo .............................................................................. 102 Tabla 4.19. Sistema estructural de edificaciones ................................................ 106 Tabla 4.20. Tipo de material de las paredes ....................................................... 107 Tabla 4.21. Número de pisos ............................................................................... 108 Tabla 4.22. Año de construcción ......................................................................... 109 Tabla 4.23. Estado de conservación .................................................................... 110 Tabla 4.24. Características del suelo bajo la edificación ................................... 111 Tabla 4.25. Topografía de sitio ........................................................................... 112 Tabla 4.26. Nivel de vulnerabilidad de edificación en la vía Guaranda-Chimbo ............................................................................................................. 114 Tabla 4.27. Nivel de exposición de edificaciones................................................ 116 Tabla 4.28. Nivel de vulnerabilidad de la vía Guaranda-Chimbo ...................... 117 Tabla 4.29. Nivel de exposición de la vía Guaranda-Guaranda ........................ 118 Tabla 4.30. Medias estructurales, no estructurales y ambientales de mitigación y prevención ante deslizamientos ........................................................ 120 X ÍNDICE FIGURAS Figura 3.1. Mapa delimitacio area e estudio del proyecto ................................... 70 Figura 4.1 Mapa geológico del área de influencia de la vía Guaranda -Chimbo 92 Figura 4.2. Mapa geomorfológico del área de influencia de la vía Guaranda- Chimbo ................................................................................................ 94 Figura 4.3. Mapa pendientes del área de influencia de la vía Guaranda-Chimbo ............................................................................................................. 96 Figura 4.4. Mapa de uso de suelo del área de influencia de la vía Guaranda- Chimbo ................................................................................................ 98 Figura 4.5 Mapa amenaza deslizamiento en la vía Guaranda – Chimbo (Primer tramo) ................................................................................................ 103 Figura 4.6. Mapa amenaza deslizamiento en la vía Guaranda – Chimbo (segundo tramo) ................................................................................ 104 Figura 4.7. Mapa amenaza deslizamiento en la vía Guaranda – Chimbo (tercer tramo) ................................................................................................ 105 Figura 4.8. Mapa de vulnerabilidad de edificaciones ante la amenazada de movimientos en masa ........................................................................ 115 Figura 4.9. Mapa de exposición de edificaciones e infraestructura vial ante deslizamientos en la vía Guaranda-Chimbo ..................................... 119 ÍNDICE FOTOS Foto 2.1. Abatimiento de pendiente ....................................................................... 42 Foto 2.2. Proceso de abatimiento de talud de corte .............................................. 43 Foto 4.1. Tobas localizadas en el sector las palmas, parroquia santa Fe ............ 90 Foto 4.2. Tobas localizadas en el sector de llanca ................................................ 90 Foto 4.3. Cultivos de maíz en laderas del cerro susanga ...................................... 97 Foto 4.4. Deslizamiento en el sector night club las lomas .................................. 102 Foto 4.5. Deslizamiento en el sector de El Tejar ................................................. 102 Foto 4.6. Edificacion nivel de vulenerabilidad alto ............................................ 114 Foto 4.7. Edificación nivel de vulnerabilidad medio ........................................... 114 Foto 4.8. Edificación nivel de vulnerabilidad bajo ............................................. 114 Foto 4.9. Deslizamiento en el sector de Casahuayco. ......................................... 118 Foto 4.10. Deslizamiento en el sector de Las Palmas. ........................................ 118 ÍNDICE GRAFICOS Gráfico 4.1. Grupo étnico en la zona de estudio ................................................... 73 Grafico 4.2. Genero ............................................................................................... 74 Grafico 4.3. Edades de personas entrevistadas .................................................... 75 XI Grafico 4.4. ¿Conoce Ud. Si alguna vez ha ocurrido un evento adverso (desastre) en el sector? ...................................................................................... 76 Grafico 4.5. ¿Qué tipo de evento considera Usted que está expuesto el sector?.. 77 Grafico 4.6.¿Durante el tiempo que habita en el sector, ha sido afectado por deslizamientos? ................................................................................. 78 Grafico 4.7. ¿Que afectación ocasiono el deslizamiento? .................................... 79 Grafico 4.8. ¿Conoce usted cuál de las siguientes formas de organización existen en su sector? .......................................................................... 80 Grafico 4.9. ¿Tipo de actividad económica del jefe de familia?........................... 81 Grafico 4.10. ¿Nivel de dependencia de los integrantes de la familia?................ 82 Grafico 4.11. ¿Disponibilidad de servicios básicos? ............................................ 83 Grafico 4.12. Estado de los servicios básicos ....................................................... 84 Grafico 4.13. Sistema estructural de edificaciones ............................................. 106 Grafico 4.14. Tipo de material de las paredes .................................................... 107 Grafico 4.15. Número de pisos ............................................................................ 108 Grafico 4.16. Año de construcción ...................................................................... 109 Grafico 4.17. Estado de conservación ................................................................ 110 Grafico 4.18. Características de suelo bajo la edificación ................................. 111 Grafico 4.19. Topografía del sitio ....................................................................... 112 Grafico 4.20. Nivel de vulnerabilidad de edificación en la vía Guaranda- Chimbo ............................................................................................ 114 ÍNDICE IMÁGENES Imagen 2.1. Esquema de proyección de cambio de pendiente de un talud ........... 40 Imagen 2.2. Remocion de material en la cabeza de un talud................................ 42 Imagen 2.3. Bremas por medio de corte de material exterior del talud ............... 43 Imagen 2.4. Colocacion de material al pie del talud ............................................ 44 Imagen 2.5. Cuneta en la corona de un talud utilizan elementos prefabricados de concreto ....................................................................................... 45 Imagen 2.6. Contracuneta en base de talud .......................................................... 45 Imagen 2.7. Desagüe directo de una zanja drenante ............................................ 46 Imagen 2.8. Esque de colocacion de drenes horizontales..................................... 47 Imagen 2.9. Empleo de biomantas para estabilización de taludes con problemas de erosión ......................................................................................... 48 Imagen 2.10. Colocacion de red de alta resistencia ............................................. 48 Imagen 2.11. evestimiento de talud con concreto lazado ..................................... 49 Imagen 2.12. Recubrimiento de talud con mamposteria ....................................... 50 Imagen 2.13. Estabilización utilizando capas vegetales ....................................... 50 Imagen 2.14. Revestimiento de talud utilizando la tecnica Mulching .................. 51 Imagen 2.15. Esque de una barrera viva .............................................................. 51 XII Imagen 2.16. Esquema barreras muertas ............................................................. 52 Imagen 2.17. Esquema muro de concreto armado ............................................... 53 Imagen 2.18. Esquema muro de concreto simple ................................................. 53 Imagen 2.19. Esquema muro de concreto ciclopeo .............................................. 54 Imagen 2.20. Ejemplo muro de gavio colocado al costado de una vía ................ 55 Imagen 2.21. Ejemplo muro de llantas colocado al costado de una via.............. 55 Imagen 2.22. Esquema de colocación de pilotes para estabilización de taludes . 56 Imagen 4.1. Precipitaciones registradas de 1963 a 1990 en la estación meteorológica San Simón ............................................................... 100 ÍNDICE ANEXOS ANEXO 1: ENCUESTA APLICADA A LA POBLACIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ................................................. 138 ANEXO 2: FICHA EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL ....................................................... 140 ANEXO 3: FICHA DE VERIFICACIÓN DE MOVIMIENTOS EN MASA .... 141 ANEXO 4: TABULACIÓN DE DATOS VULNERABILIDAD DE EDIFICACIONES .......................................................................... 142 ANEXO 5: REGISTROS FOTOGRÁFICOS DE APLICACIÓN DE ENCUESTAS A LA POBLACIÓN ............................................... 143 ANEXO 6: REGISTROS FOTOGRÁFICOS DE DESLIZAMIENTOS EN LA VÍA GUARANDA-CHIMBO. ....................................................... 144 ANEXO 7: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS ................................................ 145 ANEXO 7.1: Presupuesto .................................................................................... 145 ANEXO 7.2: Cronograma ................................................................................... 146 13 TÍTULO o TEMA Evaluación de vulnerabilidad de edificaciones y la infraestructura vial ante la susceptibilidad de movimientos en masa, en la vía Guaranda-Chimbo en etapa invernal durante el período 2017 14 RESUMEN EJECUTIVO El Ecuador por su posición geográfica en el planeta, está sometido a varias amenazas las cuales pueden ser naturales o producidas por el hombre, dentro de las amenazas naturales las principales son: de origen geológico e hidro-meteorológico las cuales cada cierto tiempo afectan en mayor o menor grado a la población e infraestructuras, las que han tenido un mayor impacto socio-económico han sido las inundaciones, sismos, erupciones volcánicas y los movimientos en masa o deslizamientos. La realización de obras de infraestructura con condiciones anti-técnicas afectan directamente la estabilidad de los taludes de una ladera debido a los cortes deficientes o construcciones sobre la cresta o ladera, lo cual ocasiona la infiltración no deseada de agua en el mismo, lo cual puede ocasionar posibles daños a edificaciones, carreteras, puentes, sistemas de alcantarillado, agua potable y canales de riego. El proyecto de investigación titulado “Evaluación de vulnerabilidad de edificaciones y la infraestructura vial ante la susceptibilidad de movimientos en masa, en la vía Guaranda-Chimbo en etapa invernal durante el período 2017” tiene como objetivos realizar un diagnóstico socio-territorial, determinar el área y nivel de susceptibilidad de la amenaza a movimientos en masa, identificar el nivel de vulnerabilidad de las edificaciones e infraestructura vial expuesta a la amenaza antes mencionada y la formulación de estrategias que contribuyan a la mitigación de la vulnerabilidad ante la amenaza a movimientos en masa en el área de influencia del proyecto. La presente investigación es de tipo no experimental, se utilizaron métodos cualitativos y cuantitativos, la información recolectada fue a través de fuentes de información primaria mediante la entrevistas al personal técnico de los GAD’s de los Cantones San José de Chimbo y Guaranda, Secretaria de Gestión de Riesgos- SGR-Bolívar y la Dirección Provincial del Ministerio de Transporte y Obras Públicas-MTOP; aplicación de encuestas a los jefes de familias ubicadas en el área 15 de estudio y observación de campo. Los principales resultados obtenidos con el presente trabajo son: Con respecto al diagnóstico socio-territorial la aplicación de encuesta fue realizada a 239 jefes de familia en su mayoría mujeres las cuales indica que si han ocurrido eventos adversos en el sector, en su mayoría deslizamientos los cuales han afectado la infraestructura de la vía Guaranda-Chimbo. La principal actividad económica de los jefes de familia de las zonas son las actividades agrícolas, en relación a los servicios básicos en la zona, esta no dispone de un sistema de alcantarillado, disponen de agua entubada, el estado de estos servicios en su mayoría son buenos. En relación a la susceptibilidad a movimientos en masa en la vía, se evaluó a través de los factores condicionantes (geología, geomorfología, pendientes y uso de suelo), que sumando a los factores desencadenantes (sismos y precipitaciones), permitieron determinar índices y niveles de amenaza de movimiento en masa que se representan en el mapa a escala 1:25.000. El área de estudio presenta niveles medios y altos de amenaza a movimientos en masa, por la geomorfología de valles encañonados y relieves montañosos, con pendientes medianas y fuertes, deficiente cobertura vegetal. Se realizó la evaluación de vulnerabilidad a 290 edificaciones, en su mayor porcentaje tienen niveles bajos por ser edificaciones hormigón armado construidas en los últimos años, con un estado de conservación buena, las edificaciones con niveles medios y altos son estructuras de madera con paredes de adobe, ladrillo o bloque las cuales tiene niveles de conservación regulares o aceptables ubicadas sobre o bajo el nivel de la vía. En el presente trabajo se propone estrategias que contribuyan a la mitigación de la vulnerabilidad ante la amenaza de movimientos en masa, se plantea medidas estructurales, no estructurales y ambientales para las zonas críticas donde son más recurrentes estos eventos, las cuales deber ser evaluadas para ver su vialidad y factibilidad por las instituciones y autoridades correspondientes. 16 INTRODUCCIÓN La vía Guaranda-Chimbo (E-491) es uno de los principales ejes del sistema vial, que contribuye a la movilidad, conectividad y fomento de la economía entre los diferentes cantones de la Provincia Bolívar y el País, la misma que anualmente se ha visto afectada por movimientos en masa, permanentemente en periodos lluviosos (invierno). El presente trabajo titulado: “Evaluación de vulnerabilidad de edificaciones y la infraestructura vial ante la susceptibilidad de movimientos en masa, en la vía Guaranda-Chimbo”. El área de estudio del presente proyecto de investigación se encuentra delimitado por el norte con el límite urbano de la ciudad de Guaranda, por el sur el límite urbano de la ciudad de San José de Chimbo, por el este las riberas del río Chimbo y por el occidente las líneas de cumbre de la cordillera de Chimbo. Comprende aproximadamente 568,7 ha de área evaluando la susceptibilidad y amenaza a movimientos en masa, así como la valoración de la vulnerabilidad de 9,8 km de la vía E-491, se evaluó la vulnerabilidad de 290 edificaciones y se aplicó la encuesta a 239 jefes de familia para la elaborar el diagnostico socio-territorial de la zona de estudio. El documento del proyecto de investigación se estructura de la siguiente manera: En el capítulo I: El Problema, contiene el planteamiento y formulación del problema, así como los objetivos generales y específicos que se pretende alcanzar, la justificación y la descripción de las limitaciones que se presentaron durante el desarrollo del proyecto de investigación. En el capítulo II: Marco Teórico, se describe los antecedentes de proyectos relacionados con el tema de investigación, los cuales fueron desarrollados por diversos autores; las bases teóricas que se fundamentan en las definiciones y las metodologías que se han empleado para la elaboración del mapa de susceptibilidad 17 a movimientos en masa, así como para la evaluación de la vulnerabilidad de edificaciones e infraestructura vial. Se incluye las definiciones de términos (glosario), el planteamiento de la hipótesis de trabajo que en el caso de presente proyecto es descriptiva; y el planteamiento de un sistema de variables de estudio. En el capítulo III: Marco Metodológico, se enuncia el nivel de investigación en donde establece el tipo, método así como el periodo de tiempo en que se desarrolla o el estudio, también se establece el diseño que es de tipo descriptivo analítico y mientras que el periodo de tiempo es transversal, se describe la población y muestra del sector, así como las técnicas e instrumentos para la recolección de datos, las técnicas de procesamiento y análisis de la información. En el capítulo IV: Resultados o Logros Alcanzados, se enuncia los resultados de los objetivos específicos planteados: el primer objetivo el diagnostico socio-territorial del sector en donde se evaluó la vulnerabilidad social; en los resultados del segundo objetivo susceptibilidad a movimientos en masa en la vía Guaranda-Chimbo, además, se describe los registros históricos de deslizamientos en el área de estudio, así como los factores condicionantes (geología, geomorfología, pendiente y uso de suelo) y desencadenantes (sismos y precipitaciones) que permitieron la elaboración del mapa de amenaza de movimientos en masa de la zona de estudio. En los resultados del tercer objetivo, contiene la evaluación de la vulnerabilidad de edificaciones y sistema vial ante la susceptibilidad de deslizamientos, se describe las condiciones actuales de las edificaciones e infraestructura de la vía Guaranda- Chimbo; se incluye el análisis del nivel de exposición ante la amenaza de movimientos en masa. Como resultado cuatro, se establecen medidas y estrategias que contribuyan a la mitigación de la vulnerabilidad ante la amenaza de movimientos en masa, se plantean medidas estructurales, no estructurales y ambientales para las zonas críticas identificadas, así como medidas generales para toda la zona de estudio. 18 En el capítulo V: Conclusiones y Recomendaciones, se incluyen las conclusiones a las que se llegó con la elaboración del presente proyectos así como las recomendaciones que contribuyen a la reducción de la vulnerabilidad en las edificaciones y la vía Guaranda Chimbo (E-491). Finalmente, se incluyen la bibliografía y los anexos. 19 CAPÍTULO 1: EL PROBLEMA 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La vía Guaranda-Chimbo E-491 es uno de los principales ejes del sistema vial de la zona centro del País y la Provincia Bolívar que permite la comunicación de personas, bienes y servicios entre las diferentes regiones, misma que contribuye considerablemente en la dinámica de la economía local. El lugar donde se realizó el presente proyecto de investigación está caracterizado por una topografía irregular con fuertes pendientes, con la presencia de varios escarpes en la zona de influencia de la vía Guaranda-Chimbo; además las viviendas asentadas en este sector se encuentran expuestas a movimientos en masa a lo largo de la vía. De acuerdo a reportes emitidos a la sala de monitoreo de emergencias de la Secretaria de Gestión de Riesgos SGR-Bolívar, se recolectó información de deslizamientos suscitados en el área de influencia del proyecto en los últimos siete años, evidenciado la susceptibilidad de este tipo de evento, según esta institución no se reportan heridos ni perdidas económicas ocasionadas por este evento adverso. A pocos metros del Night Club “Las Lomas”, en el sector la ( Y ) entrada al Cantón Chimbo, El Tejar, gasolinera Laurita, gasolinera del Sindicato de Choferes, km 1 de la vía Chimbo-Guaranda, son zonas que se ha visto afectadas por deslizamientos que se presentan principalmente en períodos lluviosos anualmente (invierno), estos eventos ocasionan que el normal flujo vehicular se vea afectado, en algunas ocasiones provocan el cierre de la vía para precautelar la seguridad de los conductores y poder realizar las obras de remoción de escombros, estos eventos ocasionan congestión debido a que no existe vías alternas para la movilización de los vehículos. 20 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cuál es el nivel de vulnerabilidad de edificaciones e infraestructura vial ante la susceptibilidad de movimientos en masa, en la vía Guaranda-Chimbo en etapa invernal durante el período 2017? 1.3. OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo General.  Establecer el nivel de Vulnerabilidad de edificaciones e infraestructura vial ante la susceptibilidad de movimientos en masa en la vía Guaranda-Chimbo en etapa invernal durante el período 2017. 1.3.2 Objetivo Específico. 1. Realizar un diagnóstico socio territorial del área de influencia de la vía. 2. Determinar el área y niveles de susceptibilidad a movimientos en masa en la zona de influencia de la vía Guaranda-Chimbo. 3. Identificar el nivel de vulnerabilidad de las edificaciones e infraestructura vial expuesta a la susceptibilidad de movimientos en masa en la zona de influencia de la vía. 4. Formular estrategias que contribuyan a la mitigación de la vulnerabilidad ante la amenaza de movimientos en masa en el área de estudio. 21 1.4. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Según el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, la Secretaria Nacional de Gestión de Riesgos y la Universidad Estatal de Bolívar (PNUD-SNGR-UEB, 2012), una de las principales amenazas que han causado mayor impacto en el Ecuador son los sismos, movimientos en masa que incluyen los deslizamientos, de ahí surge la importancia de poder realizar la presente evaluación de vulnerabilidad de la vía Guaranda-Chimbo, que permite identificar las áreas más vulnerables ante este tipo de evento. La deforestación e intervención de los recursos forestales de manera inadecuada en laderas esto debido a los procesos urbanísticos, los regímenes climáticos cada vez más extremos que soporta el sector debido al desequilibrio de los fenómenos y eventos meteorológicos son otro de los factores que pueden influir en la generación de movimientos en masa en la zona de estudio. La necesidad de la población de construir viviendas en zonas de laderas con el desconocimiento y no aplican de la Norma Ecuatoriana de Construcción (NEC, 2015), trae como consecuencia la ubicación de viviendas en áreas susceptibles a movimientos en masa, mismas que pueden ser en quebradas, o áreas con pendientes fuertes lo que puede ocasionar pérdidas humanas y materiales. La ocupación de áreas susceptibles es muy común, sin tomar en cuenta un diseño adecuado de las viviendas ante eventos adversos, este es un problema muy común en ciudades construidas en áreas montañosas, como resultado del crecimiento poblacional desordenado que se ha desarrollo hacia laderas susceptibles a deslizamientos activos por lluvias o sismos, mismo que aumenta la vulnerabilidad y exposición de este tipo de evento. Para poder realizar obras de construcción de viviendas en laderas y vías en áreas de topografía irregular se requiere remover gran cantidad de movimientos de tierra, excavaciones y rellenos, otra amenaza como la ruptura de ductos de los sistemas de 22 agua potable presenta un agravante para la inestabilidad del terreno, el incremento de área urbana en zonas de pendientes o zonas inestables dan como resultado un nivel de vulnerabilidad alta tanto para las infraestructuras como para las personas que habitan el sector. De acuerdo al mapa de aceleración sísmica a escala nacional diseñado por la Norma Ecuatoriana de Construcción (NEC, 2015), el área de estudio se encuentra ubicado en la zona IV de peligro sísmico alto, con un valor Z de 0.35 g de aceleración en roca; además, la presencia de fallas locales activas como es la falla del río Chimbo, falla del río Salinas podrían influir como factor desencadenante en la amenaza a movimiento en masa en la zona de estudio. Razón por la cual, se ha propuesto realizar el siguiente trabajo de investigación denominado “Evaluación de vulnerabilidad de edificaciones e infraestructuras vial ante la susceptibilidad de movimientos en masa, en la vía Guaranda-Chimbo en etapa invernal durante el período 2017”. En el presente trabajo de investigación se realizó un diagnostico socio-territorial de la zona de estudio, se evaluó la susceptibilidad y amenaza de movimientos en masa a través de los factores condicionantes (geología, geomorfología, pendiente y uso de suelo) y desencadenantes (sismos y precipitaciones), mediante un análisis cualitativo y cuantitativo se identificó los niveles de vulnerabilidad de las edificaciones y la infraestructura vial. Los resultados obtenidos permitieron establecer una zonificación indicando las áreas con mayor nivel de vulnerabilidad ante deslizamientos en la zona de influencia de la vía Guaranda-Chimbo. Para posteriormente establecer estrategias o acciones de mitigación para reducir el nivel de exposición y de esta manera contribuir en la seguridad y proceso de buen vivir de la población. 23 1.5. LIMITACIONES  Una de las principales limitaciones para el desarrollo del presente proyecto de investigación fue no disponer de recursos económicos suficientes para realizar estudios geotécnicos en el área de estudio, que constituye uno de los factores que contribuiré a determinar a mayor detalle el nivel de susceptibilidad a movimientos en masa.  En relación a la aplicación de la encuesta a la población ubicada en el área de influencia del proyecto, un limitante fue el desconocimiento en relación al tema y la poca colaboración de la población al momento de responder las preguntas de la encuesta.  Escasa colaboración de los GAD´s del Cantón San José de Chimbo y Cantón Guaranda en relación a información referente a deslizamientos suscitados en el sector, y mapas geológicos y geomorfológicos a escala local.  Las condiciones climáticas en relación a las precipitaciones constantes en etapa invernal, limitaron la aplicación de la encuesta y realización de trabajo de campo en el área de influencia del presente proyecto de investigación. 24 CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN Se revisaron diferentes estudios de autores e instituciones que han trabajado en la evaluación de la susceptibilidad a movimientos en masa; así como de vulnerabilidad de edificaciones e infraestructura vial, entre los cuales se destacan: El trabajo titulado “Análisis de riesgos y Vulnerabilidad de la infraestructura vial del sector Guzho en la autopista Cuenca-Azogues desde el Km 0 hasta el Km 1.4”, La investigación fue elaborado por María José Navas Muños estudiante de la Universidad Estatal de Cuenca, en la carrera de Ingeniería Civil en el año 2013. El objetivo del trabajo fue la obtención de mapas de riesgos y vulnerabilidades enfocadas en la infraestructura vial mediante la verificación de las condiciones geológicas de la zona. La metodología empleada para la investigación se basa en el reconocimiento de campo de la zona de estudio, revisión de información técnica y cartográfica del lugar mediante la fotografía aérea de fuentes provenientes de páginas como son: Google Maps, Google Earth, estudios geológicos del área realizados por el Ministerio de Transporte y Obras Públicas-MTOP, recopilación de información geológica del lugar y análisis de los mismo mediante fuentes secundarias. Para la determinación de riesgos y vulnerabilidades de la infraestructura vial, se elaboraron mapas de riesgos y vulnerabilidades como resultado de la investigación, se concluye que el área se ve afectada por deslizamientos de clase rotacional, ocasionados por la litología compuesta principalmente de arcilla expansiva más el agua lluvia, hace que el material sea poco resistente y muy permeable lo que ocasiona los deslizamientos. A través de los diferentes mapas permiten representar las zonas vulnerables a deslizamientos activos, mediante el Sistema de Información Geográfica ArcGIS (Muñoz, 2013). 25 En el trabajo denominado “SIG aplicada a la zonificación de amenazas por deslizamientos en la vía Aloag-Tandapi (Ecuador)”, elaborado por Andrés Gabriel Gallegos Martínez estudiante de la Universidad de Salzburg de Austria en el año 2015, el objetivo fue la zonificación de la amenaza por remoción en masa a lo largo de la vía Aloag-Tandapi mediante el uso de SIG. La metodología en el estudio considera el levantamiento de información geológica de áreas donde se genera fenómenos de remoción en masa identificados en el campo, el análisis de variables de manera cualitativa y cuantitativa mediante el método heurístico. Las variables consideradas son la litología, grado de pendiente, precipitaciones, uso de suelo y morfometrìa del talud. La representación cartográfica consiste en la elaboración de mapas temáticos en un sistema SIG, se requirió el diseño de una base de datos con un inventario de los fenómenos ocurridos en la zona de estudio, interpretación de imágenes satelitales y modelos de elevación digital (MED), para identificar los potenciales deslizamientos. Los resultados obtenidos indican que los fenómenos de remoción en masa ocurridos en la vía Aloag-Tandapi corresponden principalmente a deslizamientos, flujos de distritos y caídas de rocas relacionados con la lluvia. La conclusión del trabajo fue que la zonificación de la amenaza en la vía Aloag-Tandapi que se describe en tres niveles que se han catalogado bajo la ponderación de variables en relación con lo observado en el campo. Cada una de las variables analizadas para la zonificación posee una estrecha relación con los procesos de desprendimiento del material, durante los proceso de análisis de cada variable. Se concluye que la precipitación sumado con el uso de suelo conlleva a la ocurrencia inminente de un deslizamiento (Martìnez, 2015). 26 Con respecto al estudio realizado “Susceptibilidad y amenaza de movimiento de laderas mediante SIG en el municipio de Berlín, El Salvador”, desarrollada por Jorge Navarro Vidal estudiante de la Universidad Camplutense de Madrid en el año 2012, el objetivo principal del proyecto fue calcular la susceptibilidad y la amenaza de movimientos de laderas. La metodología utilizada fue el cálculo de la susceptibilidad a través del análisis de las frecuencias de deslizamientos de laderas y el cálculo de la susceptibilidad mediante evaluación multicriterio (EMC). El primer método desarrollado fue el análisis estadístico de la frecuencia de eventos registrados en una base de datos y los valores de las variables de susceptibilidad seleccionadas para el estudio, los factores que se analizaron fueron: pendiente, orientación, rugosidad, curvatura, litología, geotécnico y uso de suelo. El segundo método consiste en el diseño de una matriz con criterios y alternativas definidas que consiste en la agregación de las distintas puntuaciones de los criterios estableciendo pesos, el propósito del método es permitir estructurar un problema multicriterio en forma visual mediante la construcción de un modelo jerárquico. Se concluye que la susceptibilidad de los movimientos en masa deben ser estudiadas en cada espacio geográfico con los medios y datos disponibles, a una escala local es muy importante recurrir a la opinión y juicios de los expertos (método heurístico), mismo que pueden aportar conocimientos concretos. La factibilidad del cálculo en SIG no permite obtener gran cantidad de variables relacionadas a la superficie del terreno, disponer de un modelo digital de terreno incluyendo factores derivados como la pendiente, la orientación, la rugosidad y la curvatura de manera muy sencilla, se debe tener en cuenta el trabajo de campo indispensable para poder realizar un buen mapa de susceptibilidad a los movimientos de ladera (Vidal, 2012). 27 En el proyecto “Metodología para el análisis de riesgos (sismos, deslizamientos e inundaciones) de la ciudad de Guaranda”, desarrollado por la Universidad Estatal de Bolívar en el periodo 2012-2013, como parte de proyecto se efectuó la tesis de grado “Estudio de la vulnerabilidad física, ante eventos adversos (sismos, deslizamientos e inundaciones) en el sistema de red vial en el área urbana de la ciudad de Guaranda”, elaborado por José Patricio Aguaguiña Agualongo en el año 2013. El objetivo principal de la tesis de grado antes mencionada fue realizar el estudio de la vulnerabilidad del sistema vial ante eventos adversos en la ciudad de Guaranda, se basó en la propuesta metodológica desarrollada por la SNGR-PNUD en el año 2012. El trabajo se desarrolló mediante métodos como: análisis geográfico-histórico, análisis heurísticos y mapeo de los factores de vulnerabilidad a través de mapas temáticos, investigación de campo en un tiempo transversal con la recolección y sistematización de información primaria y secundaria, a través de entrevistas a actores claves y observación de campo. Se asignaron los mismos valores establecidos de la metodología para el análisis de la vulnerabilidad a nivel municipal PNUD-SNGR en el año 2012 para el cálculo de indicadores dependiendo de la condición del elemento a evaluar y al tipo de amenaza se asignó valor de uno a los indicadores que demuestran mayor seguridad y un valor de diez a los indicadores que demuestra mayor nivel de vulnerabilidad (Universidad Estatal de Bolívar, 2014). 28 2.2. BASES TEÓRICAS 2.2.1. Definición de movimientos en masa Son movimientos de tierra, lodo, roca y otros materiales, los cuales se desprende de una montaña o ladera, y por la fuerza de la gravedad se deslizan arrasando la infraestructura ubicada en los francos, afectando el pie y la corona de la misma. El principal detonante de estos fenómenos es la presencia de agua, la cual puede ser superficial o subterránea, por lo que la cantidad de eventos es mayor en estaciones lluviosas (Iriondo, 2009). 2.2.2. Tipos de movimientos en masa 2.2.2.1. Deslizamientos Son movimientos de terreno bien definidos en cuanto a volumen se refiere cuyo centro de gravedad se disloca hacia abajo y para afuera del talud. La masa puede deslizarse entera a lo largo de la superficie de factura que puede ser cóncava o plana, se los define también como movimientos rotacionales de base cuando la superficie de fractura se extiende hasta la base del talud o por debajo de ella (Iriondo, 2009). Los deslizamientos pueden deslizarse moviéndose relativamente con respecto al sustrato; la masa se desliza en conjunto, la velocidad puede ser muy variada, pero suelen ser procesos rápidos alcanzando grandes volúmenes se puede distinguir dos tipos de deslizamientos rotacionales y traslacionales (González, Ferrer, 2010). Deslizamientos rotacionales: Son frecuentes en cohesivos (homogéneos), la rotura superficial o profunda tiene lugar a favor de superficies curvas la masa empieza a rotar, pudiendo dividirse en varios bloques que deslizan entre si y dan lugar “escalones” con la superficie basculada hacia la ladera y grietas de tracción estriadas (González, Ferrer, 2010). 29 Deslizamientos traslacionales: La rotura tiene lugar a superficies planas preexistentes, superficies de estratificación contacto entre diferentes tipos de materiales, superficie estructural provocando en ocasiones que el plano de rotura sea una fina capa de material arcilloso con estratos de mayor competencia (González, Ferrer, 2010). 2.2.2.2. Derrumbe Son movimientos o caída bruscas de fragmentos de roca o suelo, que permanecen en estabilidad precaria en el talud y desprenden el mismo por la acción de la gravead, cuando se produce condiciones extremas en avalanchas o aludes los derrumbes pueden ocurrir con mucha frecuencia en taludes de roca que en los suelos (Iriondo, 2009). 2.2.2.3. Flujos El límite de líquido de los suelos cohesivos se supera cuando la presión de poros del agua intersticial sobresale a la fricción interna, esto ocurre cuando los movimientos en masa corren como flujos viscosos pendiente abajo (Iriondo, 2009). Los flujos o coladas son movimientos de masas (flujos de barro o tierra), derrubios (coladas de derrubios) o bloques rocosos (coladas de fragmentos rocosos) con abundante presencia de agua, donde el material esta esparcido y se comporta como un fluido, provocando una deformación continua (González, Ferrer, 2010). Coladas de barro o tierra: Son materiales predominantemente finos y homogéneos, y su velocidad puede alcanzar varios metros por segundo. Flujos de derrubios: Son movimientos muy complejos que engloban fragmentos rocosos, bloques y gravas que tienen lugar en laderas cubiertas por material suelto o no consolidado que no existe cobertura vegetal (González, Ferrer, 2010). 30 2.2.2.4. Reptación Son movimientos superficiales muy lentos, casi impredecibles, conjunto de masas de suelos y rocas sueltas pendiente abajo. Tratándose de un tipo especial de flujo (Iriondo, 2009). La reptación afecta a suelos y materiales alterados, provocando deformación continua que se manifiestan en la inclinación o falta de alineación de los árboles, vallas, muros, postes y en laderas (González, Ferrer, 2010). 2.2.2.5. Hundimientos Son movimientos de la superficie terrestre en el cual predomina el sentido vertical, los cuales se pueden producir en lugar con distintas características y pendientes, los cuales pueden ser inducidos por distintas causas y desollados con velocidades muy rápidas o muy lentas, según el mecanismo que ocasiona la inestabilidad del terreno (Iriondo, 2009). ||2.2.3. Factores de susceptibilidad a movimientos en masa 2.2.3.1. Factores condicionantes. Son características resistentes de ladera o vertientes por los esfuerzos que se generan en ellas. Tales como tipo de material y estructura que permiten definir la susceptibilidad del terreno a los deslizamientos o caída de roca (Mira, 2011). Factores condicionantes: Se relacionan con propiedades físicas y resistentes de los materiales directamente relacionados con la litología y las características morfológicas y geométricas de la ladera son fundamentales para la predisposición a la inestabilidad; otros factores importantes son la estructura geológica y discontinuidades, las condiciones hidrogeológicas y los estados tenso- deformaciones” (González, Ferrer, 2010). 31 Relieve: Juega un papel definitivo, ya que se necesaria cierta pendiente para que se produzca los movimientos gravitacionales. El relieve también presentar pendientes muy pronunciadas y elevadas relativamente en zonas que son propensas a movimientos e laderas, flujos de barro o tierra que son factores que influyen en la inestabilidad del suelo (González, Ferrer, 2010). La estructura geológica, estratigráfica y litología determinan la potencialidad de movimientos en los diferentes tipos de materiales rocosos y suelos, la existencia de planos de discontinuidad que puedan actuar como superficies de rotura. Aspectos como la composición, resistencia, deformabilidad, grado de alteración y fracturación, porosidad y permeabilidad determinan la posibilidad del terreno de sufrir roturas y desplazamientos bajo la actuación de determinados factores desencadenantes. En los macizos rocosos fracturados, con zonas de alteración, etc., estas condiciones son predominantes sobre la litología (González, Ferrer, 2010). Hidrogeológico: Son materiales que están asociados con litología y geología estructural que presenta un grado de alteraciones, con aspectos relacionados a las condiciones climáticas de una zona determinada alterando los sustratos y niveles freáticos elevados que influyen en la inestabilidad del terreno, se involucra también el agua que afectan en la resistencia de los materiales, reduciendo la firmeza al corte de presiones intersticiales en el tipo de suelos, que generan fuertes desestabilidad en grietas (González, Ferrer, 2010). Geotécnica o Geo-mecánica: Es una rama de la geología que estudia las propiedades mecánicas, hidráulicas provenientes de los materiales del medio geológico, los suelos y rocas, son mecanismos que aplican ciencias naturales, física y el comportamiento para involucrar los problemas que están afectando a la corteza terrestres (González, Ferrer, 2010). Uso de suelos: Es un recurso natural único sometido a una gran presión antrópica es utilizada para uso forestal, agrícola, minería, industria. Los principales usos de 32 suelos que se utilizan son: agrícola (cultivos), pasto para ganado; forestal, para madera o pastoreo; uso mineros, uso industrial, uso de servicios, carreteras, autopistas, asentamientos humanos urbano y rural. Cobertura vegetal: Está definida por una capa de vegetación natural que cubre toda la superficie terrestre, comprendida por una extensa gama de biomas con características ambientales que van desde pastizales hasta áreas totalmente cubiertas por bosques naturales y áreas protegidas (IGN, 1985). 2.2.3.2. Factores detonantes Producen variaciones en las características de las vertientes, así como en los esfuerzos que en ellas se generan, rompiendo el equilibrio estático existente, las cuales pueden ser de tipo natural o antrópico:  Tipo natural: Socavación por el agua encauzada, impregnación de los materiales por la lluvia, acción hielo/deshielo, crecimiento de la cobertura vegetal, actividad sísmica, etc.   Tipo antrópico: Excavaciones por obras civiles, explosiones, sobrecargas, repoblaciones, deforestación, cambios de usos de suelo con incidencia en la infiltración y en la red de drenaje (Mira, 2011). Factores desencadenantes: Son precipitaciones y cambios en las condiciones hidrogeológicas de las laderas, que modifican la geometría, la erosión de los terrenos (González, Ferrer, 2010).  Precipitaciones y condiciones climáticas: Provocan brotes de movimientos bruscos en laderas por causa meteorológica y cambios climáticos que se relacionan con el volumen, intensidad y precipitación (González, Ferrer, 2010). 33  Movimientos superficiales: Son deslizamientos y flujos de barro que afectan a materiales de suelos que alteran y provocan desprendimiento de bloques rocosos siendo más frecuentes las reactivaciones de antiguos deslizamientos (González, Ferrer, 2010).  Sismos: Pueden provocar movimientos de todo tipo en las laderas, dependiendo de las características de los materiales, de la magnitud y de la distancia al epicentro. Desprendimientos de bloques, deslizamientos, flujos y avalanchas rocosas pueden ocurrir durante las sacudidas sísmicas (González, Ferrer, 2010)  Licuefacción: Son materiales finos y sueltos, como arenas y limos que pueden influir en los antiguos deslizamientos con materiales saturados y sin cohesión (González, Ferrer, 2010). 2.2.4. Susceptibilidad a movimientos en masa La susceptibilidad de los terrenos generan remociones en masa que (incluyen deslizamientos y caída de rocas). La geología y la geomorfología, geotécnica y pendientes presentan los mismos materiales y las mismas o mayores pendientes que son potencialmente susceptibles a presentar fenómenos de remoción en masa (Castillo, 2010). Se puede definir como susceptibilidad a una zona posiblemente afectada por un determinado evento, expresada en diversos grados cualitativos y cuantitativos, dependiendo de los factores que controlan o condicionan la ocurrencia de estos procesos, que pueden ser intrínsecos de materiales geológicos o externos (González, Ferrer, 2010). 34 2.2.4.1. Método de Mora-Vahrson modificada para la cuantificación de la amenaza ante movimientos en masa Es de tipo explícito semi-analitico se aplica durante la combinación de parámetros, los cuales se obtienen de la observación y medición de indicadores morfo-dinámicos y su distribución espacial. Tales parámetros se reflejan en los factores que conducen a la inestabilidad de la ladera, dentro de estas condiciones los factores morfo- dinámicos desestabilizan las ladera las cuales presentar un grado de susceptibilidad por los factores pasivos, en esta metodología se utiliza la sismicidad y las lluvias intensas como elementos activos o factores de disparo que perturban el equilibrio de los materiales que predominan en la ladera (Barrantes, Nuñez, 2011). La metodología empleada está basada en el método de Mora-Vahrson, el cual consiste en la ponderación de los parámetros condicionantes y detonantes que influyen en la generación de los movimientos en masa. Consiste en la modelación del mapa de susceptibilidad ante la amenaza de deslizamientos que afecta la zona de estudio. Para lo cual es necesaria la recopilación de información preliminar que permita tener una base de datos sustentable para la elaboración del presente estudio, la información secundaria a utilizarse es:  Modelo digital del terreno  Mapa de pendiente  Mapa de uso y cobertura de suelo  Mapa geológico del área de estudio  Maga geomorfológico  Mapa hidrológico  Registro de movimientos en masa en la zona a analizarse  Registro de precipitación o intensidad de lluvias Para poder superar inconvenientes de métodos geomorfológicos se desarrolló otro tipo de método basado en la combinación cualitativa de mapas que también son de carácter cualitativo, basándonos en el conocimiento y experiencia de los 35 investigadores, ya que ellos deciden que parámetros son considerados importantes en la generación de movimientos de laderas, para cada factor que se consideró se asignaron pesos de ponderación; y a su vez diferentes valores a cada parámetro de los factores planteados. Se pueden emplear varios mapas dependiendo del nivel de detalle que se propone lograr en el estudio, se considera de mayor importancia la geomorfología, inventario de deslizamientos, pendiente, geología, uso de suelo y cobertura vegetal, red de drenajes. El presente trabajo se basó también en la metodología de evaluación de movimientos en masa propuesta por la SENPLADES, INIGEMN, CLIRSEN, MAGAP (2012), mismas que toman en cuenta los factores condicionantes y desencadenantes para el análisis, por lo cual se hizo una adaptación a estas metodologías presentando la siguiente formula: H=S*FD S= ∑ (Geología + Geomorfología + Pendiente + Uso de Suelo y Cobertura Vegetal) + (Sismos + Precipitaciones) Tabla 2.1. Pesos de ponderación asignados a los factores para evaluación de la amenaza a movimientos en masa Factores Variables Indicadores Valor indicador Peso ponderación Valor máximo C o n d ic io n a n te s Pendiente De 0 % a 25 % 1 2,0 2,0 >25 % a 40 % 5 > 40% 10 Geología Formación Macuchi 1 3,0 3,0 Volcánicos Guaranda 5 Volcánicos Lourdes 5 Depósitos Aluviales 10 Depósitos coluvio aluviales 10 36 Depósitos de ladera (coluvial) 10 Depósitos de ladera (derrumbe) 10 Geomorfología Afloramiento rocos 1 1,0 1,0 Colinas medias 5 Zonas deprimidas 5 Valles encañonados 10 Relieves montañosos 10 Uso de suelo y cobertura vegetal Centros poblados 1 3,0 3,0 Bosque nativo 1 Matorrales 1 Bosque plantados con cultivos de maíz 5 Cultivos de ciclo corto 10 Suelo desnudo 10 D es en ca d en a n te s Precipitaciones <200mm 1 0,5 0,5 201-300mm 5 >301mm 10 Sismicidad I-V (Escala MSK) 1 0,5 0,5 VI-VII (Escala MSK) 5 >VIII (Escala MSK) 10 Elaborado por: Barragán e Hinojoza, 2017 2.2.4.2. Mapas de susceptibilidad Mapas de inventario: Las áreas que sufren o han sufrido procesos pueden volver a sufrirlos. Mapas de factores: Las áreas que influyen en los factores que condicionan los procesos en una determinada zona, que hayan presentado hasta la actualidad algún evento adverso pueden ser afectados a futuro (González, Ferrer, 2010). 37 2.2.5. Vulnerabilidad físico-estructural de edificaciones, e infraestructura vial a movimientos en masa 2.2.5.1. Vulnerabilidad físico-estructural de edificaciones Para el análisis de los factores físico-estructurales de las edificaciones, se enfoca en la evaluación de las características de la construcción y de las variables intrincadas de la estructura, en donde se diferencian las debilidades o falta de resistencia ante la potencia ocurrencia de amenazas de deslizamiento (Grunauer, 2012). Las metodologías varían dependiendo no solo del tipo de estructura y la amenaza a la que está expuesta, también depende del nivel de precisión que se quiere lograr y la disponibilidad de la información requerida, dicho análisis se realiza mediante métodos cualitativos y cuantitativos (Grunauer, 2012). Análisis de vulnerabilidad física-estructural de edificación Para la evaluación del presenta proyectos se basa en la metodología propuesta por la Secretaria de Gestión de Riesgos y el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (SNGR-PNUD 2012), donde se evalúan las características del sistema estructural de las edificaciones, mismas que pueden presentar diferentes debilidades o falta de resistencia ante diferentes fenómenos externos. Esta metodología asigna valores ya establecidos para el cálculo de la vulnerabilidad física frente a la amenaza de deslizamientos, estos valores varían dependiendo de indicador de las variables, se otorgan valores mínimos de 1 a indicadores con menor nivel de susceptibilidad de amenaza, valores de 5 a indicadores con un nivel medio, y con un valor máximo de 10 a indicadores que tienes niveles altos de susceptibilidad a la amenaza de deslizamientos. Las variables para la evaluación de la vulnerabilidad física de las edificaciones ante la susceptibilidad de deslizamientos son: sistema estructural, tipo de material de las paredes, número de pisos, año de construcción, estado de conservación, características de suelo bajo la edificación y topografía del sitio. Los valores de los 38 indicadores, pesos de ponderación y valores máximos asignados a los indicadores de cada variable de describen en la tabla 2.2. Los valores de los indicadores de cada variable de estudio son multiplicados por los pesos de ponderación asignados de acuerdo a la amenaza de deslizamiento, lo cual dan como resultados los valores máximos de cada indicado en un rango de 1 a 100 la sumatoria de estos valores determinan el nivel de vulnerabilidad de la edificación. Tabla 2.2.Variables, Indicadores y pesos de ponderación establecidos para evaluación de vulnerabilidad física de edificaciones Variables de vulnerabilidad Indicadores Valores de indicador Pesos de ponderación Valores máximos Sistema Estructural Hormigón armado 5 0,8 0,8 Estructura metálica 5 Estructura de madera 10 Estructura de caña 10 Estructura de pared portante 10 Mixta madera Hormigón 10 Mixta metálica hormigón 10 Tipo de material de las paredes Pared de ladrillo 5 0,8 0,8 Pared de bloque 5 Pared de piedra 10 Pared de adobe 10 Pared de tapia- bahareque - madera 10 Número de pisos 1 piso 10 0,8 0,8 2 pisos 5 3 pisos 1 4 pisos 1 5 pisos o mas 1 Año de construcción Antes de 1970 10 0,8 0,8 Entre 1971 y 1980 5 Entre 1981 y 1990 1 Entre 1991 y 2010 1 Estado de conservación Bueno 1 0,8 0,8 Aceptable 1 Regular 5 Malo 10 Características de suelo bajo la edificación Firme, seco 1 2,0 2,0 Inundable 10 Ciénega 10 39 Humeo, blando, relleno 5 Topografía del sitio A nivel, del terreno 1 4,0 4,0 Bajo el nivel del terreno 10 Sobre el nivel calzada 1 Escarpe positivo o negativo 10 10,0 Fuente: SNGR-PNUD-UEB (2014) Nivel de vulnerabilidad de edificaciones ante la amenaza de deslizamientos Para determinar el nivel de vulnerabilidad de las edificaciones deben ser calificados, de acuerdo al puntaje obtenido de la sumatoria de los valores máximos de las variables, cada predio podrá tener un máximo de 100 puntos. A mayor puntaje, mayor vulnerabilidad estructural de la edificación. Partiendo de esta condición se procederá a calificar a cada predio en función de la cantidad de puntos obtenidos. Tabla 2.3. Nivel de vulnerabilidad de edificaciones Nivel de vulnerabilidad Rango de Puntuación Bajo 1 a 33 Medio 34 a 66 Alto 67 a 100 Fuente: SNGR-PNUD-UEB (2014) 2.2.5.2. Vulnerabilidad de infraestructura vial La red de vialidad constituye el soporte físico del desarrollo territorial, son herramientas de gestión para el proceso urbanístico, se constituye en instrumentos de fortalecimiento del desarrollo humano, la economía local y regional (Grunauer, 2012). Son infraestructuras esenciales para el desenvolvimiento normal de una población, y en caso de desastres, son primordiales para garantizar los funcionamientos normales, la atención de emergencias, la pronta recuperación y la rehabilitación del territorio (Grunauer, 2012). 40 Una de las principales vías de movilidad y conectividad del Cantón y Provincia Bolívar es la vía Estatal-491 la cual se encuentra a cargo de la Dirección Provincial del Ministerio de Transporte y Obras Públicas-MTOP, mismas que está expuesta a accidentes de tránsito en algunos tramos por el despedimientos de rocas y suelos en etapa invernal; debido a la topografía irregular de la zona. En la vía Guaranda-Chimbo no se ha realizado obras de mitigación o prevención ante la ocurrencia de este tipo de eventos por los que es una zona con un nivel alto de susceptibilidad de deslizamientos de taludes los cuales pueden provocar desprendimiento o caída de rocas en la vía afectado el normal flujo vehicular. Análisis de vulnerabilidad física de infraestructura vial La metodología empleada para la evaluación de la vulnerabilidad física de la infraestructura de la vía Guaranda-Chimbo, es a través de la metodología propuesta por la Secretaria de Gestión de Riesgos y el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (SNGR-PNUD 2012). En donde se asigna valores a los diferentes indicadores de las variables de vulnerabilidad, dependiendo de la condición de los mismos. Las variables consideradas para la evaluación son: estado de revestimiento, mantenimiento y estándares de diseño de construcción de la vía, se asigna un valor menos de 1 a indicadores que tengan un nivel bajo de vulnerabilidad, con un valor de 5 a indicadores que tenga un nivel medio y con un valor máximo de 10 a indicadores que tenga niveles altos de vulnerabilidad, ante la ocurrencia de deslizamientos en la vía. Para el cálculo de los niveles de vulnerabilidad física de la vía, se multiplican los valores asignados de los indicadores de las variables por los pesos de ponderación, la sumatoria de estos valores dan como resultado los valores máximos, en un rango de 1 a 100 puntos, de donde se puede obtener los niveles de vulnerabilidad. 41 Tabla 2.4.Variables, Indicadores y pesos de ponderación establecidos para evaluación de vulnerabilidad física de infraestructura vial Variables de vulnerabilidad Indicadores Valor del indicador Peso de ponderación Valores máximos Estado de revestimiento Bueno 1 2 20 Regular 5 Malo 10 Mantenimientos Planificado 1 4 40 Esporádico 5 Ninguno 10 Estándares de diseño y construcción Aplica normas del MTOP-2002 1 4 40 Versiones anteriores al 2002 5 No aplica normativa 10 10,0 Fuente: SNGR-PNUD-UEB (2014) Nivel de vulnerabilidad de edificaciones ante la amenaza de deslizamientos Para establecer los niveles de vulnerabilidad de la vía Guaranda-Chimbo ante la amenaza de movimientos en masa se clasifica en niveles, de acuerdo a los puntajes obtenidos en el paso anterior, la cual podrá tener un valor máximo de 100 puntos, serán consideradas con niveles altos de vulnerabilidad las que tengan un mayor puntaje y con un nivel bajo las que tengan valores menores de puntuación. Tabla 2.5. Nivel de vulnerabilidad de infraestructura vial Nivel de vulnerabilidad Rangos de Puntuación Bajo 1 a 33 Medio 34 a 66 Alto 67 a 100 Elaborado por: Barragán e Hinojoza, 2017 42 2.2.6. Medidas estructurales Las técnicas de mitigación de deslizamiento se suelen agrupar en diferentes criterios de acuerdo a la función que realizan las cuales pueden desempeñar más de una función. A continuación se presentan varias técnicas de acuerdo a la función que desempeñan sobre la estabilización del material. La clasificación de estas técnicas es mediante la reducción de fuerzas actuantes e incremento de fuerzas resistentes. 2.2.6.1. Reducción de fuerzas actuantes Es el proceso por el cual se logra el equilibrio de las masas de talud reduciendo las fuerzas desestabilizantes que ocasiona el deslizamiento esto se realiza mediante el cambio de pendiente, un sistema de drenaje, protección de la superficie y reducción de peso. Con el cambio de pendiente de los taludes se logra retribuir las fuerzas de los pesos de los materiales obteniendo una mayor estabilidad de los mismos a continuación se detallas varios métodos. a) Modificación de geometría del talud  Abatimiento o cambio de pendientes de taludes Es la modificación de la pendiente cuyo propósito es lograr que esta sea menor permitiendo aumentar su estabilidad este método funciona tanto para materiales sueltos como rocosos, su uso no es recomendado para taludes de gran altura por los costos elevados que ocasiona. Imagen 2.1. Esquema de proyección de cambio de pendiente de un talud Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) Foto 2.1. Abatimiento de pendiente Fuente: Pineda (2013) 43 Al disminuir la pendiente se hace más largo el círculo crítico de falla y más profundo para el caso de un talud estable aumentado el factor de seguridad mediante la estabilidad del relleno, alejando la corona del pie del talud disminuyendo el peligro de erosión debido a que se disminuye la velocidad de escurrimiento del agua (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Abatimiento de talud por corte Es una labor difícil y costosa para su ejecución se debe estudiar a fondo el problema evaluando la frecuencia, número y volumen de los derrumbes, este método se aplica con mayor éxito en deslizamientos en el cuerpo del talud su eficiencia no es de alcance total. Si los suelos del talud son puramente friccionante la estabilidad aumenta con la inclinación pero si el suelo es cohesivo los beneficios serán escasos ya que la estabilidad del mismo está condicionada por la altura del talud (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Foto 2.2. Proceso de abatimiento de talud de corte Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006)  Remoción de material de la cabecera Una remoción adecuada de la parte superior del talud resulta en un equilibrio de fuerzas mejorando la estabilidad del talud es muy empleado en fallas activas, efectivo en la mitigación de deslizamientos rotacionales dependiendo de la cantidad de masa deslizadas será la magnitud de la masa a remover. Previamente se debe calcular la cantidad de material que se va a remover con base al análisis de estabilidad y factor de seguridad propuesto, estos cálculos se realiza 44 mediante un sistema de ensayos y errores, la efectividad técnica del sistema y el factor económico determinan su viabilidad. Se establece un campo de dimensión del corte a realizar, luego se procede a la remoción del material de la cabeza mediante el uso de retroexcavadora dependiendo de la topografía de sitio y dimensión del talud se puede hacer uso de un tractor en el proceso de corte se realizara un proceso de perfilado y posteriormente el desalojo del material de la zona (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Imagen 2.2. Remocion de material en la cabeza de un talud Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006)  Escalonamiento de talud Es la construcción de descansos planos en las zonas medias de los taludes también son conocidas como “BERMAS” las cuales son cortes o compactaciones adecuadas de tierra con el fin de mejorar la estabilidad de taludes en base a su propio peso, no existe reglas fijas para sus dimensiones se calculan mediante aproximaciones sucesivas. Se decide este tipo de medida antes de la conformación del talud dado que sirven para retener bloques que se desprenden y roturas de talud, para instalación de medidas de drenaje. Este tipo de construcción evita que se produzcan roturas superficiales que puedan afectar el frente del talud. Las bermas dividen en varios taludes los cuales tienen un comportamiento independiente mismo que deben ser estables, el terraceó se puede realizar con el propósito de controlar la erosión y facilita la estabilidad de vegetación. La altura de las gradas es generalmente de 5 a 7 metros, cada grada debe tener una cuneta revestida para el control de aguas superficiales, las mismas que debe de conducir a una estructura de recolección, las terrazas son muy útiles en el control de agua de 45 escorrentías. Los criterios para el diseño de bermas son mediante el factor geológico, meteorización, estructuras geológicas, minerales de arcilla, niveles freáticos y sismicidad. Imagen 2.3. Bermas por medio de corte de material exterior del talud Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006)  Empleo de contrapeso al pie del talud La colocación de pesos adicionales en la base del talud con inestabilidad de deslizamiento de tipo rotacional genera un momento en dirección contraria al deslizamiento aumentado el factor de seguridad, este efecto es hacer que el circulo crítico del talud se haga más largo, estos muros pueden ser construidos con muros de contención o rellenos de tierra armada. Se debe realizar un análisis de peso requerido para determinar un factor de seguridad. Las bermas o contrabermas son empleadas para colocar una carga al pie de un terraplén sobre suelo blando aumentado la resistencia la misma que son colocadas de acuerdo al análisis de estabilidad, la función de la contrabermas es crear un contrapeso aumentado la profundidad y circulo critico de falla (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). 46 Imagen 2.4. Colocacion de material al pie del talud Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) b) Sistema de drenaje Tiene como finalidad eliminar o disminuir el agua presente en el talud, estas medidas son generalmente las más efectivas debido a que el agua es la principal causa detonante de inestabilidad de taludes, aumentado el peso de la masa inestable, elevando el nivel freático, reblandeciendo el terreno y erosionándolo.  Drenaje superficial Es la captación de agua que corre por la superficie las cuales son conducidas a lugares donde ya no sean consideradas como dañinas para la inestabilidad de un talud, deben ser diseñando para evitar que se acumule el agua sobre todo en zonas de la cabeza, y si es el caso de taludes escalonados en la bermas debido a que se pueden producir encharcamientos en épocas invernales. Las principales obras de drenaje son: Cunetas Son zanjas de determinada sección construidas a ambos lados de la corona del talud, también se puede definir como conductos abiertos los cuales pueden ser revestidos o no, los cuales sirven para conducir aguas de la plataforma a la caja, dicha cuneta puede ser de secciones triangulares, rectangulares y semicirculares. 47 Imagen 2.5. Cuneta en la corona de un talud utilizan elementos prefabricados de concreto Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) Contracunetas Son zanjas paralelas al eje de la carretera ubicadas mínimo a 1,50 metros de la parte superior de un talud en corte, siendo comunes la de forma triangular o cuadrada. La ubicación, longitud y dimensión deben ser indicadas por personal con experiencia en vías. Se construye las contracunetas cuando el agua que llega al talud es abundante, para taludes mayores a 4 metros de altura, estas tiene la función de evitar que aguas superficiales se desplacen por el talud de corte, erosionando y recargando la capacidad de carga de la cuneta (Alberti, Canales y Sandoval, 2006).  Drenaje subterráneo o subdrenaje Es empleado para controlar o limitar la humedad de la superficie de un talud su función es interceptar y desviar corrientes subterráneas, desciende el nivel freático y sanea las capas del talud de material suelto y basura. Un sistema de drenaje consta Imagen 2.6. Contracuneta en base de talud Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) 48 de tres elementos: el drenante es el que capta y conduce el agua, el filtrante impide el arrastre de partículas y el colector conduce agua drenada para la descarga (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Drenaje Longitudinal de Zanja Son zanjas cuya profundidad oscila entre 1 a 1,50 metros las cuales esta rellenas de un material filtrante compactado, provisto de un tubo perforado en su fondo el cual colecta el agua y la conduce al lugar de descarga. Estas zanjas drenante constituyen recinto subterráneo de elevada permeabilidad y porosidad en el caso que este sistema falle se puede producir una saturación produciendo la acumulación de agua (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Imagen 2.7. Desagüe directo de una zanja drenante Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) Subdrenes Horizontales Son instalados como métodos preventivos en taludes inestables los cuales son muy efectivos para interceptar y controlar aguas subterráneas relativamente profundas su costo es elevado por la utilización de equipos de perforación estos drenes en realidad son subhorizontales ya que son instalados en taludes de aproximadamente 2 a 5 grados con respecto a la horizontal (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). 49 Imagen 2.8. Esque de colocacion de drenes horizontales Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) c) Protección de la superficie Las técnicas de revestimiento o protección de talud son empleadas para prevención y protección en los mismos en zonas críticas disminuyendo la infiltración y manteniendo las condiciones estables de humedad son aplicadas a taludes geotécnicamente estables, con esta obras se busca la adecuada evacuación de la aguas de escorrentías, disminuyendo la velocidad de escurrimiento, protegiendo el impacto que ocasiona la lluvia sobre el suelo y permitiendo establecer cobertura vegetal, las obras de control de drenaje superficial, las principales prácticas utilizadas son:  Geotécnicos Son elementos flexibles y planos que se adhieren a la superficie el terreno evitando el contacto directo del suelo con el viento y agua, en el caso de taludes formados por rocas inestables estos revestimientos fijan la roca suelta evitando su caída. Biomantas.- Permiten el desarrollo de vegetación y desaparecen una vez que se haya estabilizado el talud, debido a que son revestimientos totalmente biodegradables producidos con fibra de coco u otras fibras naturales, su principal función es servir de protección y abono de las especies vegetales sembradas en los mismos, la biomantas después de pocos meses desaparecerá dejando como protección la cobertura vegetal que se ha desarrollado en la mismas (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). 50 Geomantas.-Son empleadas para suelos finos sin cohesión y pendiente suave es producida con fibra de nylon la cual se aplica sobre el talud ya conformado ancladas a este mediante grapas metálicas, su función es el confinamiento de las partículas las cuales son colmatados fácilmente al crecimiento de la vegetación garantizado una buena interacción entre el suelo y material a través del anclaje de las raíces (Alberti, Canales y Sandoval, 2006).  Redes de alta resistencia Son empleadas para la protección ante la caída de piedras en taludes rocosos, se tiene un máximo nivel de seguridad en estas intervenciones, ya que cualquier desprendimiento puede afectar a bienes y personas, se exige materiales de alta reciente pero que a la vez flexibles para poder adherirse a la superficie del talud, deben tener una larga vida útil reduciendo las opresiones de mantenimientos. La red debe de poseer una forma hexagonal la cual debe ser tejida y no soldada el material de construcción de esta red debe ser resístete a la tensión y corrosión (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Imagen 2.10. Colocacion de red de alta resistencia Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) Imagen 2.9. Empleo de biomantas para estabilización de taludes con problemas de erosión Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) 51  Concreto lanzado El objetivo de esta práctica es revestir la superficie del talud con una capa delgada de concreto a presión, la mescla está compuesta principalmente de cemento y arena, con resistencia a la compresión de hasta 210 kg/m2 , adhiriéndose a la superficie del talud y protegiendo de la erosión ocasionada por el flujo de agua, esta mescla tiene igual un revestimiento igual a cero, se aplica por vía seca o húmeda en función de la bomba que se emplee, no se utiliza ningún tipo de anclaje debido a que se debe aplicara a taludes geotécnicamente estables no debe de existir brotes de agua en la superficie del mismos debido a que ocasionaría daños en el recubrimiento el talud, esta capa es empleada para evitar la erosión el cual tiene un espesor de 3 a 5 cm (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Imagen 2.11. Revestimiento de talud con concreto lazado Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006)  Mampostería de piedra pegada Es el revestimiento de la superficie del talud mediante la utilización de mampostería de concreto arcillas u otros materiales que sea resistentes a la erosión las cuales deben está unidas con mortero de cemento, no se recomienda este tipo de recubrimiento en taludes con demasiada inclinación (>45°) por la dificultad que acarearía realizar los trabajos, se aplica en taludes no rocosos pueden incluso poseer brotes de agua en su superficie la mismas que debe estar liza sin presencia de piedras grandes (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). 52 Imagen 2.12. Recubrimiento de talud con mamposteria Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006)  Capas Vegetales Es la siembra de semillas o fragmentos de plantas es comúnmente conocida como grama y contribuyen a evitar el impacto de la lluvia sobre el suelo, disminuyendo el flujo superficial de la escorrentía, evita el arrastre del material, posee una apariencia atractiva a los ojos de las personas, para taludes de gran altura se necesita utilizar drenajes superficiales los cuales se encargara de colectar el agua que corre por la superficie (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Imagen 2.13. Estabilización utilizando capas vegetales Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006)  Mulching Es el revestimiento de taludes empleando residuos inertes de plantas y rastrojos de madera triturada esta capa evita que las gotas de lluvia hagan contacto directamente con material del talud impidiendo que estas partículas se levante por el golpe de las gotas. Se cree que es un método poco confiable por su sencillez sin embargo en países como España es un practica que ayuda a evitar pérdidas de suelo en etapas invernales es también conocido como el método de “almohadillas” (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). 53 Imagen 2.14. Revestimiento de talud utilizando la tecnica Mulching Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006)  Barreras Vivas Son prácticas utilizadas para disminuir la velocidad de escorrentías en las laderas, empleadas por los agricultores para la protección de su propiedad, son medidas preventivas de mucha ayuda, estas barreras son hileras simples, dobles o triples de especies vegetales perennes y de crecimiento denso establecidas en distancias cortas en curvas. El objetivo principal es reducir la velocidad de escorrentía superficial reteniendo el suelo que en ella se transporta para esto se debe sembrar las plantas lo más unidas posibles. Esto permitirá la conservación y restauración del suelo disminuyendo los efectos nocivos causados por la escorrentía. Imagen 2.15. Esque de una barrera viva Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006)  Barreras Muertas Son barreras de troncos, piedra u otros materiales, efectivos para reducir la erosión ya que frena la fuerza de la escorrentía del agua, entre menos sea la velocidad de escorrentía menos será la cantidad de suelo que será arrastrado, mediante este taponamiento los suelos son detenidos en la parte de arriba por lo que el nivel de 54 suelo detrás de la barrera va subiendo formando pequeñas terrazas, mientras más cerca estén estas barreras más efectivas, son sencillas y económicas son fácil de construir, tiene una altura mínimo de 30 centímetros (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Imagen 2.16. Esquema barreras muertas Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) 2.2.7. Incremento de fuerzas resistentes a) Aplicación de fuerza resistente al pie del talud a.1.) Estructuras de retención El principal objetivo de estas estructuras es la prevención de deslizamientos por lo que es necesario que la superficie de falla formada o que esta por formarse sea contenida por esta estructura, para poder evitar un colapso ocasionado por la saturación del suelo, se debe de contar con un sistema de drenaje el mismo que permita las salida del agua a través de la estructura. La construcción de estas estructuras es empleada con éxitos al pie del corte lo cual mejora la visibilidad en una carretera, utilizan poco espacio para su construcción por lo que el uso de las mismas es muy común (Alberti, Canales y Sandoval, 2006).  Muros rígidos Son estructuras rígidas las cuales no permiten deformaciones están construidos sobre suelos adecuados que puedan transmitir fuerza desde los cimientos hacia la estructura, con esto se genera la fuerza de contención, estas estructuras se clasifican 55 de acuerdo al material que se emplea para su construcción los cuales son los siguientes: Muros de concreto armado.- Estos pueden ser empleados en grandes alturas (> 10 metros) previo a su diseño estructural y estabilidad, son construidos mediante métodos convencionales por lo que no se necesita de grandes conocimientos para implementarlos, debe tener un buen piso de cimentación, debido a su poco peso no son adecuados para deslizamientos de grandes cantidades de suelo (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Muro de concreto simple.- Pueden ser construidos en curvas y en diferentes formas para propósitos arquitectónicos, son relativamente fáciles de construir requiere de una buena compactación, no permite deformaciones importantes para esta estructura se requiere grandes cantidades de concreto por lo que son obras antieconómicas para alturas mayores de 3 metros (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Imagen 2.17. Esquema muro de concreto armado Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) Imagen 2.18. Esquema muro de concreto simple Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) 56 Muros de concreto ciclópeo.- Son parecidos a los de concreto simple a diferencia que estos tienen cantos de roca o bloques los que disminuyen los volúmenes de concreto, soportan esfuerzos grandes de flexión. Estos muros actúan como estructuras de peso por lo que no son empleadas en alturas mayores a 4 metros debido a que no solo se tendrá un incremento en el costo, sino también la presencia de flexión que no podrán ser resistidos por la roca y concreto (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Muros de piedra.- Son empleados para contener cualquier tipo de suelo, es recomendable la aplicación en alturas menores a 4 metros debido a que no resiste grandes esfuerzos de flexión. Este sistema consiste en la colocación de piedras a manera de formar un muro las cuales están unidas por un mortero, las piedras empleadas deben ser de origen basáltico debido a la rugosidad y al peso lo cual resulta de gran importancia ya que este sistema trabaja por gravedad (Alberti, Canales y Sandoval, 2006).  Muros flexibles Son estructuras flexibles que se adaptan al movimiento, la efectividad depende de su peso y de su capacidad de soportar deformaciones sin que se rompa la estructura los más comunes son los siguientes: Muro de gaviones.- Es una caja de forma prismática regular fabricada con malla metálica de triple torsión de alambre galvanizado el mismo que tiene la rigidez necesaria para facilitar el relleno e instalación del gavión. Este tipo de estructura Imagen 2.19. Esquema muro de concreto ciclopeo Fuente: Alberti, Canales y Sandoval (2006) 57 trabaja por gravedad, no necesita de cimentación profunda es muy utilizado debido a que se puede implementar en cualquier tipo de material que conforma un talud o corte (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Por ser de tipo flexible puede soportar algunos movimientos horizontales o verticales lo cual es una ventaja ya que se puede adaptar a los movimientos de la tierra, una característica importante es su permeabilidad ya que no tiene aglutinantes ni cementantes dentro del material del relleno no quedan huecos atraves de los cuales el agua puede pasar. Las piedras utilizadas varían de 1,5, hasta 2 veces la dimensión menor de la malla para evitar que estas salgan por la abertura, se emplea cualquier tipo de piedra las cuales deben tener un peso específico, estos muros cuestan mucho menos que las estructuras convencionales (Alberti, Canales y Sandoval, 2006). Muros de llantas.- Se conforma por neumáticos rellenos con suelo y rocas compactadas unidos por sogas de polímero, no existen estudios que confirme la efectividad de esta estructura o que especifique los criterio necesarios para su diseño, son empleados como una alternativa económica y ambiental benéfica por la reutilización de llantas, no es recomendable la implementación sobre suelo demasiado compresibles y con alto contenido de humedad ya que no proporcionan una buena superficie de cimentación. Imagen 2.20. Ejemplo muro de ga