INCIDENCIA DE LA GEOMORFOLOGÍA EN LOS DESLIZAMIENTOS … · las variables disección vertical, máximas alturas y clasificación del relieve. Se contrastaron los resultados con los

Se realizó el estudio geomorfológico de los alrededores de la localidad de Beltrán, municipio Yateras,provincia Guantánamo, con el apoyo de herramientas de Sistemas de Información Geográfica, utilizandolas variables disección vertical, máximas alturas y clasificación del relieve. Se contrastaron los resultadoscon los materiales obtenidos de los recorridos de campo realizados en la zona, producto de losdeslizamientos ocurridos después de periodos de intensas lluvias en Yateras. Se presentan los principalesimpactos causados por los deslizamientos en la carretera de Beltrán y se señalan aquellas zonas que, consimilares parámetros, son proclives al fenómeno.

palabra clave: Geomorfología; deslizamientos; Beltrán, Guantánamo, Cuba

En la construcción de las carreteras se presentanuna serie de dificultades que a veces encarecenel proceso; el costo puede ser mayor si no se eligecorrectamente el trazado, por lo que debeconsiderarse la geomorfología, relieve, geología,tectónica y parámetros de la ingenieríageológica. La metodología presentada por Moray Vahrson (1993) referenciada en el TC–4(ISSMGE, 1999), considera importante lad e t e r m i n a c i ó n d e l a s c o n d i c i o n e sgeomorfológicas y determina la susceptibilidaddel relieve a partir del calculo de la disecciónvertical.

El presente trabajo surge a partir de estudiospreliminares, metodologías y propuestas detrabajos realizadas con anterioridad para el área

de Beltrán, que sugieren realizar unacaracterización de las variables geomorfológicasque influyen en los deslizamientos. Escobar(2007) plantea en su informe técnico criteriossobre la determinación de la susceptibilidadgeomorfológica basada en el cálculo de lapendiente, la disección vertical y creación de unmodelo digital del terreno.

Rodríguez (1991) plantea que la consideracióngeomorfológica más importante en el pronósticode los deslizamientos es la historia de éstos en unárea determinada. Otros factores son lapendiente de una ladera en relación a la fuerza delos materiales que la forman y el aspecto de laladera o la dirección hacia donde enfrenta laladera su curvatura.

INCIDENCIA DE LA GEOMORFOLOGÍA EN LOS DESLIZAMIENTOS

DE LA CARRETERA DE BELTRÁN, GUANTÁNAMO, CUBA

Sandra Y. Rosabal Domínguez1, José A. Zapata Balanque1, Joel Gómez

[email protected]

1Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas (CENAIS), Calle 17 # 61 entre 4ta y 6ta. Vista Alegre, CP: 90400,

Santiago de Cuba, Cuba.

2CITMA, Guantánamo, Cuba.

GEOS, Vol. 29, No. 2

Para la caracterización geomorfológica del áreafue necesario determinar las máximas altitudes;se digitalizaron las curvas de nivel y con el apoyode un GIS (Sistemas de Información Geográficapor sus siglas en inglés; gvSIG), se obtuvo elmodelo digital del terreno (MDT) en 3D y seclasificó el relieve.

Luego se confeccionó el mapa de disecciónvertical, calculando las diferencias de alturaentre curvas de nivel dentro de una unidad desuperficie (de 1 km ) a escala 1:50 000. Se realizóel mapa de red fluvial y se caracterizó el drenaje.

Por último, para determinar la susceptibilidadpor deslizamiento utilizamos la Zonación deGrado 1, la aplicación del método presentado enel TC-4 (ISSMGE, 1999) denominado zonaciónpor criterios activos, considerando como agentescatalizadores un sismo de mediana a granintensidad y las intensas lluvias frecuentes en lazona.

El área de Beltrán, de aproximadamente 16 km2,se encuentra al noreste de la ciudad deGuantánamo, en el municipio de Yateras (Figura1) en la provincia Guantánamo, con coordenadasgeográficas: latitud N 20.255° - 20.291°, longitudW 75.091-75.053°

La Tabla 1 muestra las coordenadas de los sitiosd o n d e h a n o c u r r i d o l o s p r i n c i p a l e sdeslizamientos del área de Beltrán; la vía eratransitable hasta el momento de la ocurrencia delos deslizamientos, muchos ubicados en sectoresmuy cercanos al Zoológico de Piedra, un terrenoprivado (finca) y otros dos sitios en la carreteraBeltrán que une a las comunidades La Güira yBoquerón (sectores (a) y (b)). Estos últimosdeslizamientos fueron estudiados en el trabajopresentado por Escobar y otros (2006); sepresentan las Fotos 1 a 4 de los deslizamientos.

En propuesta realizado por Zapata et al. (2008)para caracterizar el sector de 20 km entre lascoordenadas X: 681 000 a 686 000 y Y: 178 000 a182 000, se proponían las siguientes actividades:

1. Conocer los factores que catalizan losdeslizamientos en la zona de interés.

2. Modelar las potenciales áreas deocurrencia de futuros deslizamientos.

3. Tomar las medidas para la gestión ymanejo del ordenamiento territorial ambiental ydesarrollo de los ecosistemas existentes(asentamientos humanos y trazado definitivo delas carreteras y los viales).

4. Determinar las zonas y propuestas deprocedimientos donde deben ejecutarse obrasingenieras de contención (Zoológico de Piedra).

Basados en estos criterios se exponen los pasosseguidos para determinar la caracterizacióngeomorfológica del área y la susceptibilidad delárea de Beltrán a los deslizamientos.

Rosabal, Zapata y Gómez: Incidencia de la geomorfología en los deslizamientos de la carretera de Beltrán

Tabla 1. Coordenadas geográficas de los sitios donde

están localizados los deslizamientos estudiados.

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F i g u ra 1 . U b i c a c i ó n g e o g rá f i c a d e B e l t rá n

(recuadro) en el municipio de Yateras y vista

detallada del área (estrella en azul), en la carretera

entre La Güira y Boquerón, principal vía de

comunicación y sus comunidades (círculos en rojo).

Los sismos y las intensas lluvias son consideradosagentes catalizadores de los deslizamientos,siendo las lluvias el más importante agentecatalizador.

Sin embargo, es importante considerar que elárea puede ser afectada por terremotos demediana a gran intensidad, generados en algunade las zonas sismogeneradoras más próximas alsitio, tales como Oriente, Sabana 1 y Purial.

El municipio de Yateras se encuentra en la regiónOriental de Cuba, considerada la de mayorsismicidad y peligro sísmico de Cuba, dada suubicación cercana a la zona de contacto entre laPlaca Norteamérica y la Microplaca de Gonave(Arango, 1996), en la que el sistema de fallasregional convierte a la zona en la principal zonasismogénica del país (Bartlett-Caimán u Oriente).

Por esa razón, en este municipio, los sismos sonun factor activo, catalizador del fenómeno dedeslizamientos. En esto se tiene en cuenta que encualquiera de las zonas sismogénicas que loafectan, se pueden generar sismos conmagnitudes mayores de 5.0, a partir de la cual,considerando las distancias relativas y los valoresque puede alcanzar la intensidad sísmica, puedeinducirse este fenómeno. Debemos tomar encuenta igualmente que sismos con epicentros enla parte norte de Haití y República Dominicana,han sido mayores de 7.0 o más grados en la escalaMSK de intensidad sísmica en la provincia deGuantánamo.

En la Figura 2 se presenta el mapa de epicentrosregistrados en la región oriental de Cuba en elperíodo 1998–2007 para terremotos demagnitud M > 3.0 Richter. Se observa en la zonadel municipio Yateras, poca existencia deepicentros de cualquier rango de magnitudconstituyendo los perceptibles históricos, antesd e l a i m p l e m e n t a c i ó n d e r e g i s t r o sinstrumentales (Chuy, 1999), los de mayor valorde magnitud.

Históricamente los primeros reportes dedeslizamientos en el área datan desde el huracánFlora, en 1963; luego en 1993 se reportarondeslizamientos de importancia en la zona delZoológico de Piedra que se extendieron hastaBellavista, (Escobar et al. 2006), después deintensas lluvias producto de la interacción de unfrente frío con una onda tropical casi estacionariasobre el oriente del país, que provocóacumulados superiores a los 200 mm en varios


Para la zona de Boquerón las precipitacionesmedia anual es de 1,333.8 mm, pero 1 de cada 4años acumula más de 1,600 mm y presenta en laserie de estudio un acumulado anual máximo de1,744.9 mm en el 2006 y 1,729.5 mm en el 2005.(El acumulado histórico es de 1,881.1mm en1963 según CMP Guantánamo, 2008).

Se determinaron las áreas donde predominan lasmáximas elevaciones (800 m), estando lasmáximas hacia el este y sureste del área, dondese localizan las comunidades de Boquerón y LosCiegos. Las alturas mínimas (280 m) estánubicadas hacia el oeste donde se localiza lacomunidad de La Güira. En la Figura 3 semuestran las máximas elevaciones del área, através del modelo digital del terreno (MDT) en 3Dque refleja las irregularidades del terreno deBeltrán. Con base en los rangos de altitudes másutilizadas en Cuba, presentados en la Tabla 2(Díaz et al., 1986), se realizó una clasificaciónaltimétrica de la zona que permitió definirlacomo de relieve ondulado que va desde alturasgrandes ubicadas al oeste (280 m) hastamontañas pequeñas ubicadas al sureste (800 m).

puntos (periódico Granma del 25 de noviembrede 1993). Los últimos reportes asociados aintensas lluvias datan del 2006 y 2008.


Figura 2: Epicentros registrados por el SSNC en la

región oriental de Cuba en el período 1998-2007 con

Magnitud M> 3.0 Richter. Con un círculo azul se

indica el municipio Yateras (SSNC, 2007).

Foto 1. Deslizamiento del tramo de la carretera de La

Güira a Boquerón (Sector a).

Foto 2. Destrucción de la carretera de La Güira a

Boquerón por un deslizamiento (Sector b).

Foto 4. Escarpe principal del deslizamiento en el

Zoológico de Piedra.

Tabla 2. Resumen de la clasificación altimétrica del

relieve, en pisos altitudinales y sus categorías

(tomada de Díaz et al., 1986).

Los máximos valores de disección vertical selocalizan hacia el sureste con valores mayoresque 300 m/km . Los mínimos valores de disecciónvertical (Figura 4) se localizan hacia el oeste ynorte del área con valores muy bajos en el rangode (50 - 150 m/km ). En las zonas montañosascuando ocurren las lluvias en las partes más altas,existe un fenómeno de escorrentía a través de lared fluvial hacia los lugares más bajos donde seacumulan las aguas en los valles de inundación.Los ríos que se encuentran dentro del área son elHondo que corre en dirección W y el Yateras quecorre en dirección E. La red del drenaje seclasifica como radial.

Después de haber realizado el análisisgeomorfológico del área y la clasificación delrelieve, se realizó una zonación de acuerdo a loscriterios pasivos, donde intervienen el relieve ylas características geológicas existentes en elárea. El relieve es factor que influye en lao c u r r e n c i a d e l o s d e s l i z a m i e n t o s ydesprendimientos; t ienen importanciasignificativa su forma y los valores de laspendientes. En el primer caso la forma del relievedetermina la ocurrencia o no del fenómeno, estoes, en un relieve llano o suavemente ondulado nose producen deslizamientos y se producen conmayor frecuencia en relieves premontañosos ymontañosos. En relación con las pendientes, lassuaves (0-10 grados) no favorecen su ocurrencia,siendo más susceptibles a partir de los 10 gradosy alcanzan su máximo valor de susceptibilidad apartir de los 30 grados.

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Figura 3. Modelo Digital del Terreno (MDT) en 3D del área de Beltrán con el trazado de la red fluvial.


Geológicamente, la litología, el grado dealteración o de intemperísmo, así como elagrietamiento, son los factores más importantes.Los planos de estratificación también sonimportantes en la ocurrencia de losd e s l i z a m i e n t o s , y a q u e c o n s t i t u y e ndiscontinuidades en el macizo, que favorecen laocurrencia de deslizamientos.

Para la zonación utilizamos la clasificaciónsiguiente: Muy Favorable, Favorable, PocoFavorable.

BELTRÁN: Favorable. Caracterizado por unrelieve montañoso de grandes elevaciones quevarían entre los 280 y 800 metros sobre el niveldel mar. Aquí se calcularon las pendientes; losvalores más bajos de pendiente se concentranhacia el W con valores que oscilan entre 6 y 9°;hacia el E los valores de las pendientes oscilan

Figura 4. Mapa de disección vertical del área de estudio, con el trazado

de las carreteras y vías secundarias de comunicación.

entre los 10 y 30°; los máximos valores dedisección vertical que se obtuvieron fueron de300 m/km2. La litología (Figura 5) es favorablepara que se produzcan deslizamientos puesexisten intercalaciones de areniscas, arcillas ymargas con intercalaciones de calizasbiodetrÍticas de la Formación Maquey (P3 -- N1)mq del Oligoceno-Mioceno Inferior.

Para realizar la zonación por criterios activosutilizamos el método de "Criterio magnitud -distancia recomendado", propuesto por el TC-4(ISSMGE, 1999); este método tiene en cuenta alos sismos y las precipitaciones como agentescata l i za d o re s d e l o s d e s l i za m i e nto s ;consideramos que la precipitación es el agentemás importante catalizador de este fenómenogeológico en el área de estudio (Figura 6)


Figura 5. Esquema geológico del área de Beltrán. Tomado del IGP, 2003.

Trazado de la carretera (doble línea en rojo) y vías secundarias de

comunicación (líneas en negro).

Clase 1: Máxima distancia epicentral de fallodestructivo de taludes.

Clase 2: Máxima distancia epicentral de fallo detaludes.

En la Tabla 3 se presentan las principales ZonasSismogeneradoras que afectan al municipio deYateras y la máxima distancia de fallos de taludessegún la magnitud máxima esperada (Ms). En elárea existen otras zonas sismogeneradoras, perono se evalúan porque su magnitud no influye enlos deslizamientos, que ocurren cuando lamagnitud es mayor que 5.

Aunque no se muestra un mapa de epicentros, ladistancia epicentral al sitio Beltrán es 115 km apartir de la principal zona sismogeneradora.

Susceptibilidad del área a los deslizamientos

Para la clasificación de la susceptibilidadempleamos cuatro criterios: pasivo, activo,memoria histórica y el obtenido en los recorridosde campos efectuados en noviembre (2006) yenero (2008). Este último nos permitió conocerel estado actual del área, las rocas, elagrietamiento y la erosión, entre otros factores.Se observaron grandes grietas transversaleslocalizadas en la zona que ocupara el escarpeprincipal, grietas de cizallamiento; la superficiede ruptura en el área de los deslizamientos, es unelemento fundamental que permite suclasificación; en este caso, las superficies soncurvas, cóncavas, que corresponden adeslizamientos rotacionales.


Tabla 3. Principales zonas sismogeneradoras y

máximas distancias de fallo de taludes, las clases en

km., la Mmáx magnitud en (Ms) y ZS son las zonas

sismogeneradoras.

Figura 6 Curvas propuestas en el método criterio

magnitud - distancia recomendado (tomado de TC -

4, 1999).

Clasificación de la susceptibilidad a los

Deslizamientos

• Susceptibilidad alta: Favorable, Clase 1 ycondiciones malas de estabilidad.

• Susceptibilidad media: Favorable, Clase 1y condiciones buenas de estabilidad.

• Susceptibilidad baja: Favorable, Clase 1 ycondiciones muy buenas de estabilidad.

Beltrán presenta alta susceptibilidad a losdeslizamientos por estar dentro de la categoríade Favorable por el criterio pasivo, tiene malascondiciones de estabilidad por su geología y seubica en la clase 1 por los criterios activos.

Para la determinación del sector de mayorpeligro geológico por deslizamientos, fuenecesario realizar un análisis de todas las capasde información, auxi l iándonos con laherramienta del GIS (Figura 7).

Se propone (Figura 8) el sector de mayor peligrogeológico por deslizamiento, donde seencuentran los máximos valores de pendiente,de disección vertical y de altitudes.

Cuando se realizó el trazado de la carretera queune a las comunidades de La Güira con Boquerónno se tuvo en cuenta que el relieve predominanteen este sector es montañoso. Se cortó la ladera,por consiguiente, se rompieron las condicionesde equilibrio existente, las condiciones deldrenaje natural, la pendiente natural formadapor los procesos denudativos de erosión,fundamentalmente producto de las altitudes delárea. Bajo esas nuevas condiciones puedeocurrir un incremento en la frecuencia de losmovimientos gravitacionales e incluso puedenreactivarse antiguos deslizamientos que habíanalcanzado el estado de reposo.

La ocurrencia de estos deslizamientos en el áreaha provocado impactos negativos:

• Deterioro paisajístico.

• Riesgos para el tránsito.

• Evacuación de pobladores hacia zonasmás seguras.

• Vida útil corta de la carretera, lo queobligó a construir otras vías de acceso; el caminoutilizado está afectado por la erosión, existepresencia de grandes surcos.

• Continúa el peligro por deslizamiento detierra en las pendientes pronunciadas, con elconsiguiente perjuicio para la infraestructura y lautilización de la tierra.


Figura 7. Múltiples capas de información sobre el

área de Beltrán.

1. El relieve que caracteriza el área, deacuerdo con las altitudes, es ondulado, que vadesde la categoría de alturas grandes ubicadas aloeste (280 m) hasta la categoría de montañaspequeñas ubicadas al sureste.

2. E l á re a d e B e l t rá n p o s e e a l tasusceptibilidad a los deslizamientos.

3. El trazo y construcción de la carreterafueron realizados sin tener en cuenta lascaracterísticas del relieve.

4. Se identificó el sector de mayor peligrogeológico por deslizamiento.

5. Los principales impactos detectados porla ocurrencia de los deslizamientos en el áreaestán relacionados con el paisaje, con el riesgopara la circulación y con la evacuación depobladores hacia zonas más seguras, además deacortar la vida útil de la carretera.

Se recomienda que el nuevo trazado del tramo dela carretera afectada, se realice sobre un área demenor susceptibilidad al deslizamiento. En laconstrucción de la nueva carretera consideramosimportante proponer algunas medidasingenieriles para mejorar la estabilidad del área:

• Teniendo en cuenta que el material de lazona es arcilloarenoso, es necesario sustituir, alconstruir la explanación, este material por suelosgranulares, ya que cuando el contenido de arcillaes alto, estos suelos son menos estables enestado húmedo.

• Pueden construirse muros de contencióncimentados sobre material con capacidadresistente para lo cual se recomienda realizarestudios detallados propios de la ingenieríageológica que permitan ubicar el estratoresistente.

• Eliminar la capa vegetal y construirmediante excavadora, buldózer o motoniveladora, escalones en la ladera, con elobjetivo de sustituir la insuficiente resistenciacontra el desplazamiento sobre la superficie de laladera.

• Construir sistemas de drenaje adecuadospara la evacuación de las aguas superficiales;dichas alcantarillas deben ser de tubosprefabricados que garanticen la unión entre laspiezas, así como con la losa de asiento.


Figura 8. Sector (línea roja) interpretado como de mayor peligro geológico por

desplazamiento.


Los autores agradecen el apoyo brindado por elCentro Nacional de Investigaciones Sismológicas(CENAIS) y la Delegación Territorial del Ministeriode Ciencia, Tecnología y Medioambiente (CITMA)de Guantánamo, para la realización de estetrabajo. También a los dos árbitros y editor de larevista, por las oportunas sugerencias realizadasal artículo.

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Recepción del manuscrito: 24 de febrero de 2009Aceptación del manuscrito: 23 de septiembre de2009


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