Los estudios y análisis de amenaza por fenómenos de remoción en masa de Belén de Bajirá, están orientados a determinar el grado de estabilidad de las laderas adyacentes al municipio y de las márgenes del río Bajirá. Cada uno de estos aspectos es aborda con metodologías diferentes las cuales se explican a continuación.
5.3.1 Inestabilidad de márgenes
La amenaza por inestabilidad de las márgenes se enfoca a la identificación de sectores inestables de las márgenes del río Bajirá y caño El Indio, a la altura del casco urbano del municipio, que por sus características generen riesgo para la comunidad.
La evaluación de esta amenaza se sustenta en el inventario de procesos actuales y evidencias de procesos antiguos que han afectado las márgenes del río. En el capítulo de información Base, en los aspectos geomorfológicos se presenta la dinámica actual del cauce.
5.3.1.1 Condiciones Actuales.
El cauce del río Bajirá a la altura del centro poblado, presenta baja pendiente y se encuentra parcialmente definido, donde sus márgenes de baja altura delimitan un comportamiento meándrico y sin acción erosiva de la corriente; eventualmente se observan zonas de antigua divagación conocidas como madres viejas o cauces abandonados. En el río Bajirá no se observan procesos activos, sin embargo es común el retiro de la vegetación natural de protección para ser reemplazada por cultivos lo que genera procesos incipientes.
Las márgenes del río que poco a poco han perdido su vegetación, también son usadas como depósito de basuras y de desechos orgánicos, lo cual a futuro puede afectar la estabilidad de la misma. En general, la intervención antrópica sobre el cauce del río Bajirá se realiza bajo varios aspectos, siendo de interés en su orden: la diminución de la sección hidráulica del río que favorece las inundaciones, la insalubridad, el impacto ambiental por retiro de vegetación y la inestabilidad de márgenes a futuro.
En el caso del caño El Indio, no se observa intervención de la márgenes pero si es notable la disposición de basuras en el cauce. Mientras no haya retiro de la vegetación es poco probable la inestabilidad de márgenes.
5.3.1.2 Evaluación de la Amenaza
A partir de los criterios geomorfológicos establecidos y utilizando la técnica de criterio de experto se caracteriza la amenaza de inestabilidad de las márgenes en la zona urbana del municipio, de la siguiente manera:
Zonas de amenaza alta por FRM: Son aquellas márgenes en zonas donde existen procesos activos, sobre la zona meándrica y en zonas de poca o nula vegetación. Para el caso de Belén de Bajirá o se observan márgenes en esta categoría
Zona de amenaza media: Son aquellas márgenes en zonas donde las corrientes discurren por el canal bien definido, donde existen procesos incipientes y existe vegetación en forma parcial o total. Corresponden a las márgenes del río Bajirá.
Zona de amenaza baja: Corresponde a las márgenes con vegetación, con taludes de altura menor a 2 m y poca intervención antrópica.
Es de notar que los niveles de amenaza se ven mayorados por la intervención del hombre realizado descarga de aguas negras sin control, realizando tala de árboles o siembra de cultivos y a la disposición localizada de basuras y escombros sobre los taludes.
5.3.2 Estabilidad de laderas
A continuación se presentan las condiciones del terreno y los análisis realizados en las laderas que hacen parte del centro poblado de Belén de Bajirá.
5.3.2.1 Condición actual
La ladera contigua a la zona plana de Belén de Bajirá denominada geológicamente como colina Denudacional de Suelos residuales, ha sido intervenida por canteras y cortes para implantación de viviendas. Esta acción antrópica actúa como agente detonante y junto a la condición natural de los suelos existentes y las condiciones de agua, pueden generar procesos de inestabilidad.
5.3.2.2 Condiciones del análisis de estabilidad
Con el fin de evaluar la estabilidad de las laderas aledañas al centro poblado, se definieron las condiciones generales realizando análisis de estabilidad en condiciones actuales y condiciones críticas definidas así:
• Condición actual: se establece como la condición de servicio: Considerando el efecto de un nivel piezométrico en materiales finos, con Ru=0.25 (Nivel de presión de poros) • Condición crítica: Considerando el efecto de un nivel piezométrico en materiales
finos, con Ru=0.25 (Nivel de presión de poros) y una inclusión de onda sísmica. Las condiciones de agua a los niveles descritos incluyen capas de suelo con una saturación de por lo menos una cuarta parte de la capa y un nivel de agua variable. Estas
aproximaciones representan la dificultad de encontrar el material seco en alguna parte del año y la acción de lluvias que impide el descenso importante del nivel piezométrico.
Cabe recordar que durante la ejecución del programa de exploración en el sector no se registraron niveles de agua a lo largo de esta ladera pero si se reconoce la presencia de suelos húmedos; además, la presencia de materiales arcillosos facilita la existencia de niveles de agua colgados. En los análisis de estabilidad se utilizó el método de equilibrio límite- método de Bishop Simplificado. Los lineamientos de las secciones de análisis se muestran en el plano Exploración geotécnica y en el Anexo de Evaluación de Amenaza (F) se presentan los modelos geotécnicos.
5.3.2.3 Morfologìa y modelo geologico – geotécnico de las laderas
Teniendo en cuenta la variación de las pendientes en la ladera, se establecieron 4 geometrías representativas. Estas geometrías representan las cuatro zonas de ladera con diferentes orientaciones de talud.
Además y para tener en cuenta la variabilidad de los materiales encontrados, se estableció un modelo geológico geotécnico que se plasma en las cuatro secciones abarcando así la totalidad del área denominada La Colina.
Los modelos incluyeron la zona de pendiente (media ladera) y una zona plana en la corona y en el pie de la ladera, de tal forma que se consideren posibles superficies de falla que involucren falla de fondo o Grietas de tracción en la zona superior.
En la figura 5-8 se presenta un ejemplo de los modelos elaborados.
Figura 5- 8 Ejemplo de las secciones de análisis.
5.3.2.4 Parámetros de entrada de los materiales
Con el fin de determinar los parámetros de los materiales superficiales, es decir los suelos residuales y la roca existente, se realizó un análisis de parámetros geomecánicos por diversas técnicas que permita tener la mayor cantidad de información posible.
Los resultados de ensayos de laboratorio son el primer método de obtención de parámetros. Se toman los resultados de corte directo, compresiones inconfinadas y pesos unitarios y se agrupan por tipo de material, de tal forma que se determine los rangos de
variación de la cohesión, ángulo de fricción y el peso unitario. Además, para aquellas condiciones que simulen algunos de los procesos inventariados en campo, se pueden establecer cuáles son los parámetros del momento de la falla o en su condición actual. Como resultado y en términos generales, los parámetros geomecánicos finales presentan las siguientes características:
• Los resultados de compresiones inconfinadas simulan adecuadamente el comportamiento de los limos arcillosos de la capa 1.
• Para la arcilla con fragmentos, se asumen como representativos los resultados de corte directo verificados y corregidos como lo muestra la figura 5-9.
y = 0,069x + 0,0849 R² = 0,9505 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 E F U E R Z O M A X IM O k g /c m 2 ESFUERZO NORMAL kg/cm2 C=8,5 KN/m2 ϕ=3,95º
Figura 5- 9 Corrección y verificación de resultados de corte directo
• Para los valores de parámetros de resistencia de la capa 3 – Roca se realizó la obtención de c y ϕ a partir de literatura técnica y correlaciones con la calidad del macizo. En estos análisis se usó el método de Serrano y Olaya (1994) que permite obtener parámetros Mohr Coulomb conociendo parámetros de Hoek Brown. La obtención de estos parámetros se muestra en detalle en el anexo C. A continuación se resumen los datos geomecánicos considerados en los análisis de estabilidad:
Tabla 5- 5 Caracterización geomecánica para los análisis de estabilidad
Capa Peso Unitario
kN/m3 Cohesión kN/m2 Angulo de fricción (º) Limo arcilloso 15.4 35.1 0 Arcilla con fragmentos 15.3 8.5 3.95 Roca 23.0 42.8 66
5.3.2.5 Obtención de los factores de seguridad.
Una vez establecidos los parámetros geomecánicos, se realiza la obtención de los factores de seguridad para cada uno de las secciones.
Los resultados del análisis de estabilidad se resume en una gráfica que muestra la disposición de los materiales en el perfil junto con el nivel del agua (si lo hay), la superficie de falla cuyo factor de seguridad es el menor y que muestra el mecanismo de falla, la escala de colores del factor del seguridad y un gráfico con las superficies de falla más críticas. Así mismo, se presenta un resumen de los factores de seguridad obtenidos de análisis determinísticos (Ver anexo F).
En los análisis de estabilidad se empleó el programa Slide 5.0, que tiene las siguientes características:
• Análisis de equilibrio límite con superficie de falla circular.
• Las variables que requiere el programa corresponde al ángulo de fricción interna, la cohesión y el peso unitario.
• Se consideró la variación del agua y su influencia en la estabilidad de la ladera, por medio de un análisis de sensibilidad del factor RU.
El sismo está incluido con una aceleración máxima de 0.15 g (valor pleno de la aceleración máxima estimada por AIS), en la componente vertical (considerando amortiguamiento de la onda en la componente vertical)
Los resultados de estabilidad se presentan en una carta resumen como la presentada en la figura 5-10. En ella se observan los modelos elaborados y los factores de seguridad obtenidos en condiciones actuales (con agua – sin sismo) y en condiciones extremas (con agua y sismo).
5.3.2.5.1 Resultados
Basados en los análisis de estabilidad de las cuatro secciones, es muy baja la probabilidad de ocurrencia de un evento de remoción en masa en las condiciones actuales; la superficie de falla en condición actual se ubica en la segunda capa (arcilla con fragmentos) involucrando 1 o 2 metros de suelo bajo la superficie.
Los menores factores de seguridad se presentan en la sección 11, donde se observa un corte de ladera en la parte baja: este corte de 2 metros favorece la disminución del factor de seguridad hasta llegar a 1.5 con agua. Sin embargo, en el caso de las condiciones extremas que consideran la ocurrencia de un sismo, los factores de seguridad disminuyen considerablemente hasta 1.04 lo que implica una probabilidad de aproximadamente 50% de falla lo cual se considera alto.
La existencia de cortes de mayor de altura implica que los factores de seguridad se vean radicalmente disminuidos, inclusive en condiciones sin sismo. Estas condiciones indican que por ningún motivo deben existir construcciones en este sector y menos aún
emplazadas en cortes, ya que difícilmente podrían resistir los desplazamientos verticales, desplazamientos horizontales y empujes de un evento de esta magnitud.
PERFIL O SECCIÓN SEC 11
TIPO DE MOVIMIENTO Rotacional
TIPO DE FALLA Superficial
Descripción Parámetros Promedio
c´ (ton/m2) 3,51 φ´ (°) 0,00 γ (ton/m3) 1,54 c´ (ton/m2) 0,85 φ´ (°) 3,95 γ (ton/m3) 1,53 c´ (ton/m2) 4,28 φ´ (°) 66,00 γ (ton/m3) 2,30
SASS SACS CASS CACS 1,633 1,110 1,519 1,040