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114 II CURSO INTERNACIONAL DE ASPECTOS GEOLÓGICOS DE PROTECCIÓN AMBIENTAL

PROCESOS Y RIESGOS GEOLOGICOS

Agostinho Ogura y Eduardo Soares MacedoInvestigadores

División de Geología Instituto de Investigaciones Tecnológicas de São Paulo- IPT

1. RIESGOS GEOLOGICOS

Los accidentes causados por fenómenosgeológicos tales como terremotos, erupcionesvolcánicas y deslizamientos, ocurren desdeépocas remotas, provocando pérdidas de vidashumanas y perjuicios materiales. A pesar delos avances en el conocimiento técnico ycientífico de los procesos geológicos, muchascomunidades, principalmente en las zonasurbanas, son vulnerables a situaciones dedesastre. Sin embargo, actualmente existencondiciones técnicas para aumentar laseguridad de las personas y de obras civiles

que se encuentran en áreas y situaciones deriesgo geológico, considerando, la previsibilidadespacial y temporal de ocurrencia de losfenómenos y la posibilidad de prevenirse contrasus efectos.

Este capítulo presenta una visión del área de

Riesgos Geológicos dirigido principalmente a losaspectos de ocupación urbana e indica formasde enfrentar las situaciones de riesgo.

1.1. INTRODUCCION

Los accidentes naturales asociados a procesosgeológicos han sido descritos desde tiemposremotos. Las grandes catástrofes mitológicascomo el “diluvio universal” de la leyenda bíblicade Noé, basada en registros babilonios de 2.600años A.C. (Hennig, 1950 en Ayala Carcedo,

1987), han sido científicamente interpretadascomo catástrofes geológicas.

CAPITULO 8

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II CURSO INTERNACIONAL DE ASPECTOS GEOLÓGICOS DE PROTECCIÓN AMBIENTAL 115

La erupción volcánica del Vesubio, en Italia, enel 79 A.C., que sepultó la ciudad de Pompeyacon una lluvia de cenizas volcánicas y arrasó aHerculano con una emanación de lava, es otracatástrofe famosa de naturaleza geológica

registrada en la historia antigua.Acontecimientos recientes como el lahar delVolcán Nevado del Ruiz en Colombia, que en1985 extinguió la vida de alrededor de 23.000personas y el terremoto en Armenia en 1988,causando cerca de 25.000 muertes, demuestranque diversas poblaciones son vulnerables a laocurrencia de catástrofes.

1.2. LOS ACCIDENTES NATURALES DELPUNTO DE VISTA SOCIOECONOMICO

Estudios basados en registros de los accidentesnaturales producidos a lo largo de todo el sigloXX, estiman que casi 4 millones de personasmurieron como consecuencia de desastres natu-rales, siendo el 83% del total de víctimas sedebió a accidentes de naturaleza geológica(Committee for Disaster Research of the Sci-ence Council of Japan, 1989). Estimaciones dela Agencia de Coordinación de las NacionesUnidas para el Socorro de Desastres (Office ofUnited Nations Disaster Relief Coordinator –UNDRO) señalan también que los daños seconcentran en las últimas dos décadas, cuandolos accidentes naturales habían matado casi 3millones de personas, afectado adversamentela vida de otros 800 millones y, provocado dañosinmediatos superiores a los US$ 23 mil millones(UNDRO, 1988).

1.3. CONCEPTOS Y FUNDAMENTOSBASICOS

El área de Riesgos Geológicos utiliza elconocimiento de los procesos de naturalezageológica para la prevención de accidentes, y

se caracteriza también por abarcar conceptos,métodos y técnicas de análisis y administraciónde riesgo relacionados con otras ramasprofesionales ligadas al área industrial, defensacivil y compañía de seguros.

Los términos de uso corriente como peligro,riesgo y amenaza, utilizados muchas vecescomo sinónimos, necesitan en los estudios deprevención de accidentes, de definiciones decriterios:

a) peligro (hazard ): amenaza potencial apersonas y/o bienes;

b) riesgo (risk): posibilidad que eventospeligrosos produzcan consecuencias

indeseables. Es el peligro presentido,mejor evaluado, es decir, es una pérdidapotencial evaluada;

c) evento geológico (geological event):

acontecimiento, fenómeno o procesogeológico.

El análisis de las definiciones, presentadas paralos términos antes expresados permite algunasconsideraciones:

a) un fenómeno atmosférico como el tifón,que se produce en épocas conocidas ylocalización geográfica según rutasprevisibles, es un peligro, una amenazapotencial a personas y/o bienes. Si el

desarrollo del tifón sigue una ruta o cursoen dirección a una localidad poblada,tendremos una situación de riesgo, esdecir, la posibilidad de daños sociales y/ o económicos debidos a esta condiciónatmosférica;

b) si el tifón no pasa sobre la localidadpoblada, será apenas un evento natural,o un proceso que haya ocurrido sinprovocar consecuencias sociales y/oeconómicas. No obstante, si el tifónalcanzara el área habitada, provocandodaños materiales y/o víctimas, seráconsiderado un accidente natural.

Comúnmente existe una diferenciación entreaccidente, desastre y catástrofe dependiendode la magnitud de los daños. Los términospeligro y riesgo son normalmente utilizados porla Ingeniería de Riesgos, que emplea dos tiposbásicos de técnicas de análisis.

El Análisis de Peligros (Hazard Evaluation ) esuna técnica de naturaleza predictiva que

identifica los tipos de eventos peligrosos,determina la frecuencia de tales eventos y de-fine las condiciones espaciales y temporalesde su ocurrencia.

El Análisis de Riesgos (Risk Analysis ) en unatécnica que, a partir del análisis de peligros,trata de cuantificar las informaciones,correlacionando la probabilidad de ocurrencia deeventos peligrosos con la probabilidad deconsecuencias indeseables, estimándose losdaños y realizándose estudios de vulnerabilidad.

La ecuación básica de riesgo por lo tanto,considera dos parámetros principales: laprobabilidad de ocurrencia del fenómeno y las

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pérdidas socioeconómicas asociadas. De estemodo, para el análisis de riesgo tenemos:

R = F x C

donde:R = riesgo;F = frecuencia de ocurrencia;C = consecuencia

Se han presentado otras formulas para lacuantificación de riesgos asociados a procesosnaturales. Ayala y Peña (1989) en Cerri (1993)emplean, en trabajos realizados en España, laexpresión indicada a continuación, a la quedenominan riesgo o nivel de riesgo:

R = P x v x V

donde:R = riesgo o nivel de riesgo;P = probabilidad; donde P = 1/T siendo T =recurrencia o periodicidad del evento;

v = vulnerabilidad (lo que se admite perder, deun determinado valor, en un accidente)

V = valor del bien vulnerable.

1.3.1. Concepto de Riesgos Geológicos

Los riesgos geológicos pueden ser entendidoscomo una circunstancia o situación de peligro,perdida o daño, social y económico, debida auna condición geológica o a una posibilidad deocurrencia de proceso geológico, inducido o no.(Augusto Filho et al., 1990).

Ayala Carcedo (1987) entiende riesgo geológicocomo: “Todo proceso, situaci ó n u ocurrencia en el medio geol ó gico, natural, inducida o mixta,que puede generar un da ñ o econ ó mico o social para alguna comunidad, y en cuya previsi ó n,prevenci ó n o correcci ó n se emplearan criterios geol ó gicos ”.

Los riesgos geológicos forman parte de unconjunto amplio de riesgos, que estaríanenglobados entre los riesgos ambientales, yagrupados en clases, según su origen. A grossomodo, los riesgos ambientales pueden separarseen dos tipos: los de origen natural y los de origen

tecnológico. Existen otros tipos de riesgos,como las guerras, las revueltas sociales, decarácter predominantemente socio-político, quepueden ser diferenciados en otro grupo; o tal

vez, reunidos con los tecnológicos, formandouna clase de riesgos antrópicos.

Los riesgos geológicos pueden ser subdivididos,de acuerdo a la naturaleza de los procesos, en

dos tipos: los endógenos y los exógenos. Losriesgos geológicos endógenos son aquellosrelacionados a la dinámica interna del planeta,como los terremotos, erupciones volcánicas,maremotos. Los riesgos geológicos exógenosson los asociados a los procesos que seproducen en la superficie de la tierra, como losdeslizamientos y la erosión.

1.3.2 Fundamentos Básicos

Los avances alcanzados en la comprensión delos procesos geológicos, hizo posible eldesarrollo de medidas de atenuación deaccidentes.

Dos ítem se presentan como fundamentos delárea de riesgos geológic

a) previsión: la previsibilidad de la ocurrenciade procesos geológicos, o sea, tanto laposibilidad de identificación de áreas deriesgo con la indicación de los lugaresdonde podrán producirse accidentes/

eventos geológicos (definición espacial,como el establecimiento de lascondiciones y circunstancias para laocurrencia de los procesos (definicióntemporal). El instrumentos básico de laprevisión espacial es la Cartografía deRiesgos;

b) prevención: la consecuente posibilidad deadoptar medidas preventivas teniendo porfinalidad, o inhibir la ocurrencia de losprocesos geológicos, o reducir susmagnitudes, o quizás, atenuar susimpactos, actuando directamente sobrelas edificaciones y/o la propia población.

Hay que considerar sin embargo, que el gradode previsibilidad espacial (¿dónde se producen?)como principalmente temporal (¿cuándo seproducen?) de un evento de naturaleza geológicadepende del tipo de fenómeno considerado,teniendo en cuenta las características,mecanismos y factores condicionantes ydeflagradores de un determinado proceso.

En este sentido, Brabb (1991) afirma que losdeslizamientos son generalmente máscontrolables y previsibles que los terremotos,las erupciones volcánicas y algunas

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tempestades, pero pocos países hanaprovechado el conocimiento existente parareducir los accidentes de deslizamientos.

1.4. PREVENCION DE ACCIDENTESGEOLOGICOS

Un método para enfrentar los accidentes natu-rales, ha sido propuesto por la UNDRO (1991),y se basa en dos componentes de actividades:las actividades de prevención (Prevention) ypreparación (Preparedness).

Las actividades de prevención son aquellasdirigidas a la determinación de la naturalezatécnico-científica de un fenómeno que puede

provocar desastres, y al establecimiento de lasmedidas que posibiliten dar protección a lapoblación y a los bienes materiales contra susimpactos. Las actividades de prevencióncomprenderían así la mecánica de los procesos,los estudios de análisis de riesgos y laformulación de métodos, técnicas y accionesde prevención de desastres. Las actividadesde preparación se entienden como las decarácter logístico para el enfrentamiento desituaciones de emergencias más ligadas a lasactividades de defensa civil, donde se trata dedeterminar principalmente, como unadeterminada población en un área de riesgodebe ser evacuada y/o protegida cuando unaccidente es inminente, o luego que acontezca.

De acuerdo con esta línea de enfoque (AugustoFilho et al ., 1991) los Programas de Mitigaciónde Desastres de la UNDRO, incluyen unasecuencia de actividades de prevención ypreparación como las detalladas a continuación:

a) identificación de los riesgos (hazard evaluation);

b) análisis de riesgo (risk analysis); c) definición de medidas de prevención de

accidentes (disaster prevention meas- ures);

d) planificación para situaciones deemergencia (emergency planning); y

e) informaciones públicas y entrenamiento(public information and training).

Los tres primeros ítem se refieren a lasactividades de prevención, siendo básicamentelos estudios asociados a peligros, riesgos, y

definición de las medidas de prevención deaccidentes. Los dos últimos ítem se refieren alas actividades de preparación. Durante el cursocada uno de los ítem será abordado en detalle.

2. EROSION Y SEDIMENTACION

La dinámica de los procesos de erosión ysedimentación será presentada teniendo comometa principal la transmisión de los enfoquesmetodológicos utilizados en el control preventivode la erosión acelerada. Para ello, sepresentarán inicialmente los conceptos yfactores responsables del desarrollo de losprocesos erosivos, para, posteriormente discutiraspectos geológicos aplicados a lasedimentación.

El siguiente texto es un resumen de los trabajosde erosión y sedimentación presentadorespectivamente por Fernando Ximenes deTavares Salomão y Antonio Manoel dos Santos

Oliveira, cuyo texto completo están en elcompendió del curso “Formación en AspectosGeológicos de Protección Ambiental” (UNESCO,1995).

2.1. EROSION - ASPECTOSCONCEPTUALES

Se entiende por erosión el proceso de“ desagregaci ó n y remoci ó n de part í culas del suelo o de fragmentos y part í culas de rocas,

por la acci ó n combinada de la gravedad con el agua, viento, hielo y/u organismos (plantas y animales)” (IPT, 1986). En general, se distinguendos formas de enfoque para los procesoserosivos: erosión “natural” o “geológica”, que sedesarrolla en condiciones de equilibrio con laformación del suelo, y erosión “acelerada” o“antrópica”, cuya intensidad, siendo superior ala de la formación del suelo, no permite surecuperación natural. La erosión aceleradaprovocada por la acción del agua comoconsecuencia de la ocupación humana es laque aquí será tratada.

La comprensión de esos procesos erosivospermite destacar dos importantes eventosiniciales, incluyendo, por un lado, el impacto delas gotas de lluvia en la superficie del suelo,promoviendo la desagregación y liberación desus partículas y, por otro, el escurrimiento su-perficial de las aguas permitiendo el transportede las partículas. Dependiendo de la forma enque se da el escurrimiento superficial a lo largode la vertiente, se pueden desarrollar dos tiposde erosión: erosión laminar o en napa, cuando

es provocada por escurrimiento superficial difusade las aguas de lluvia, teniendo como resultadola remoción progresiva y relativamente uniformede los horizontes superficiales del suelo; yerosión lineal o en canales, cuando es causada

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por concentración de las líneas de flujo de lasaguas de escurrimiento superficial, resultandoen pequeñas incisiones en la superficie delterreno, en forma de surcos, que puedenevolucionar por profundización transformándose

en barrancos o c á rcavas.

En caso que la erosión se desarrolle porinfluencia, no solamente de las aguassuperficiales, sino también de los flujos de aguasub-superficiales, en que se incluye la napafreática, se configura el proceso más conocidopor bossoroca, con desarrollo de piping (erosióninterna o tubular).

El fenómeno de piping provoca la remoción departículas del interior del suelo, formando ca-nales que evolucionan en sentido contrario aldel flujo de agua, pudiendo dar origen a colapsosdel terreno, con desmoronamientos queensanchan la bossoroca o crean nuevas ramas.De este modo la bossoroca es escenario dediversos fenómenos: erosión superficial, erosión,socavamientos, desmoronamientos, ydeslizamientos, que se conjugan en el sentidode dotar a esta forma de erosión un elevadopoder destructivo.

2.2. CAUSAS Y CONSECUENCIAS DE LAEROSION

La ocupación humana, iniciada por ladeforestación y seguida por el cultivo de la tierra,creación y expansión de los pueblos y ciudades,sobre todo cuando se efectúa de modoinadecuado, constituye el factor decisivo delorigen y aceleración de los procesos erosivos.Deflagrados por la ocupación del suelo, dichosprocesos pasan a ser comandados por diversos

factores naturales relacionados con lascaracterísticas de la lluvia, del relieve, del suelo,y de la cobertura vegetal. La frecuencia de lamanifestación de los procesos erosivos del tipolaminar y en surcos, y el desarrollo de barrancosprofundos y bossorocas movilizan millares dem3 en poco tiempo, destruyendo tierras decultivo, equipos urbanos y obras civiles. En elEstado de São Paulo, se estima que un 80%del área cultivada está sufriendo un procesoerosivo más allá de los limites de tolerancia,representando una pérdida anual de

aproximadamente 200 millones de toneladas detierra, con perjuicios económicos fabulosos,tanto por la caída de la productividad, pérdidade fertilizantes/semillas y necesidades de

mayores inversiones, en la recuperación delsuelo (Bertoni y Lombardi Neto, 1985).

Una parte de los sedimentos provenientes de laerosión se depositan en determinadas

posiciones de las vertientes, destruyendo suelosfértiles; y, otra parte, puede alcanzar el fondode los valles, provocando sedimentaciones decursos de agua o de embalses. Lasedimentación se constituye en uno de los másgraves impactos de la erosión en el medioambiente, desequilibrando las condicioneshidráulicas, promoviendo crecientes, pérdida decapacidad de almacenamiento de agua, o in-cremento de contaminantes químicos, ygenerando perjuicios para el abastecimiento yproducción de energía.

2.3. FACTORES NATURALES QUEINFLUYEN EN LA EROSION

Con la deflagración de los procesos erosivos,en función de la ocupación del suelo, estos soncomandados por diversos factores relacionadoscon las condiciones naturales de los terrenos,destacándose: la lluvia, la cobertura vegetal, latopografía y los tipos de suelos.

2.3.1. Lluvia

El agua de lluvia provoca la erosión del suelopor el impacto de las gotas sobre su superficie,cayendo con velocidad y energía variables, y através del escurrimiento del torrente. Su acciónerosiva depende de la distribución pluviométrica,más o menos regular, en el tiempo y en elespacio, y de su intensidad. Lluvias torrencialeso chaparrones intensos, como una tromba deagua, constituyen la forma más agresiva deimpacto del agua en el suelo. Durante esos

eventos la aceleración de la erosión es máxima.

El índice que expresa la capacidad de la lluviade provocar erosión es conocido comoerosividad. Cuando los otros factores queprovocan la pérdida de suelos por erosión sonmantenidos constantes, la erosividad esproporcional al producto de la energía cinéticatotal de las gotas de lluvia y su intensidadmáxima en treinta minutos. Ese productoobtenido experimentalmente (Wischmeier ySmith, 1978), es considerado la mejor relación

encontrada para medir la potencialidad erosivade la lluvia o erosividad.

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2.3.2. Cobertura Vegetal

La cobertura vegetal es la defensa natural de unterreno contra la erosión. Entre los principalesefectos de la cobertura vegetal, Bertoni y

Lombardi Neto (1985), destacan lo siguiente:

a) protección contra el impacto directo delas gotas de lluvia;

b) dispersión y quiebre de la energía de lasaguas de escurrimiento superficial;

c) aumento de la infiltración por laproducción de poros en el suelo poracción de las raíces;

d) aumento de la capacidad de retención deagua por la estructuración del suelo porefecto de la producción e incorporación

de materia orgánica.

La influencia de la cobertura vegetal en ladeterminación de las pérdidas de suelo porerosión laminar en áreas cultivadas es definidapor los factores “uso y manejo del suelo” y“práctica conservacionista (P)”. El factor uso ymanejo del suelo es la relación esperada entrelas pérdidas de suelo de un terreno cultivado endeterminadas condiciones y las pérdidascorrespondientes de un terreno mantenidocontinuamente descubierto. Por otro lado, elfactor práctica conservacionista (P) es larelación entre la intensidad esperada de pérdidasde suelo por erosión con determinada prácticay aquéllas cuando el cultivo está plantado en elsentido de inclinación (cerro abajo). Bertoni yLombardi Neto (1985) determinaron, a partir dedatos experimentales, valores de pérdidas desuelo por erosión en función de los diferentesfactores uso y manejo del suelo y prácticaconservacionista (P).

2.3.3. Topografía

La influencia de la topografía del terreno en laintensidad erosiva se verifica principalmente porla inclinación y largo de la pendiente (largo dela ladera). Estos factores interfierendirectamente en la velocidad de los torrentes.

Las pérdidas de suelo por erosión laminar porinfluencia de la inclinación y largo de la pendientefueron determinadas por Bertoni (1959), a partirde experimentos realizados en los principalessuelos del Estado de São Paulo. Este autor

determinó una ecuación que permite calcularlas pérdidas medias de suelo para los variosgrados de inclinación y largo de rampa:

LS = 0,0098 L 0,63 S1,18

donde:

LS = factor topográfico;

L = largo de pendiente en metros;

S = grado de declinación, en porcentaje.

2.3.4. Suelos

Las propiedades físicas del suelo, principalmentetextura, estructura, permeabilidad y densidad,y las características químicas, biológicas y

mineralógicas, ejercen diferentes influencias enla erosión, al otorgar mayor o menor resistenciaa la acción de las aguas.

La textura, o sea, el tamaño de las partículas,influye en la capacidad de infiltración y deabsorción del agua de lluvia, interfiriendo en elpotencial de torrentes del suelo, y con relacióna la mayor o menor cohesión entre laspartículas. De este modo, suelos de texturaarenosa son normalmente porosos, permitiendouna rápida infiltración de las aguas de lluvia,

dificultando el escurrimiento superficial; no ob-stante, como poseen baja proporción departículas arcillosas, que actúan como uniónentre las partículas mayores, presentan mayorfacilidad para la remoción de las partículas, quese realiza inclusive en pequeños torrentes.

La estructura, o sea el modo como se componenlas partículas del suelo, igualmente la textura,influye en la capacidad de infiltración y absorcióndel agua de lluvia, y en la capacidad de arrastrede partículas del suelo. De este modo, sueloscon estructura micro-agregada presentan alto

porcentaje de poros y, en consecuencia, altapermeabilidad, favoreciendo la infiltración de lasaguas de lluvia, estando directamenterelacionada con la porosidad del suelo. En gen-eral, los suelos arenosos son más permeablesque los suelos arcillosos. Sin embargo, enalgunos casos, dependiendo de laestructuración, los suelos arcillosos se puedenpresentar más permeables que determinadossuelos arenosos.

La densidad del suelo, relación entre su masa

total y volumen, es inversamente proporcional ala porosidad. Por efecto de compactación delsuelo, se observa un aumento de la densidad,como resultado de la disminución de los

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macroporos; en función de esto, el suelo sevuelve más erosionable.

Las propiedades químicas, biológicas ymineralógicas del suelo influyen en el estado

de agregación entre las partículas, aumentandoo disminuyendo la resistencia del suelo a laerosión.

La materia orgánica incorporada en el suelopermite mayor agregación y cohesión entrepartículas, haciendo al suelo más estable enpresencia de agua, más poroso, y con mayorpoder de retención de agua. La materia orgánicaretiene de dos a tres veces su peso en agua,aumentando así la capacidad de infiltración.

Dependiendo de la arcilla presente en el suelo,se observa diferente comportamiento erosivo.Las arcillas del tipo montmorilonita son pocoestables en agua, al contrario que las caolinitas;las ilitas presentan un comportamientointermedio.

Otra característica importante del suelo, conrelación al comportamiento erosivo, es suespesor. Los suelos llanos permiten la rápidasaturación de los horizontes superiores,favoreciendo el desarrollo de torrentes.

La textura granular entre los horizontessuperiores del suelo es una de lascaracterísticas edafológicas más importantescon relación a su comportamiento erosivo. Setrata de la relación entre los tenores de arena yarcilla observada en los horizontes superioresdel suelo. Los suelos con alta textura granularpresentan, por consiguiente, horizonte A muchomás arenoso que el horizonte B, subyacente.De este modo, por ejemplo, suelos del tipopodzólico son, en general, más susceptibles ala erosión que los del tipo latosólico, por

presentar, abajo del horizonte A (superior), unhorizonte con mayor concentración de arcillasy con pocos macroporos que representadeterminada barrera a la infiltración de las aguas.Como consecuencia, el flujo de agua inmediatodebajo de la superficie, paralelo a la ladera, y lasaturación del horizonte superior favorecen eldesarrollo de torrentes, tendiendo a propiciar unamayor erosión en los podzólicos.

Las características del suelo, conjuntamenteanalizadas, determinan su mayor o menor

capacidad de propiciar la erosión, es decir, suerosibilidad. El factor de erosibilidad del suelo(K) tiene su valor cuantitativo determinadoexperimentalmente en parcelas unitarias, siendo

expresado, como la pérdida de suelo (A), porunidad de índice de erosión de la lluvia (El).

Lombardi Neto y Bertoni (1975) estudiaronexperimentalmente los principales suelos del

Estado de São Paulo, definiendo la relación deerosión media (erosibilidad) a través de la razónentre la relación de dispersión (tenor de arcilladispersa en agua/tenor de arcilla dispersaquímicamente) y la relación arcilla dispersaqu ímicamente/humedad equivalente. “ El equivalente de humedad es el porcentaje de agua retenido por el material del suelo al someterlo, en condiciones espec í ficas, a una fuerza centr í fuga 1.000 veces mayor que la gravedad ” .

2.4. PRINCIPALES ENFOQUES EN ELESTUDIO DE EROSION

2.4.1. La erosión laminar

Para el estudio de la erosión por escurrimientodifuso (erosión laminar), se desarrolló en losEstados Unidos de América, la Ecuación Uni-versal de Pérdidas de Suelo, ampliamenteutilizada y expresada por la relación:

A=RKLSCP

donde:A = índice que representa la pérdida de suelopor unidad de área;R = índice de erosión producido por lluvia;K = índice de erosibilidad del suelo;L = índice relativo al largo de la ladera;S = índice relativo a la inclinación de la ladera;C = índice relativo al factor uso y manejo delsuelo;P = índice relativo a la práctica conservacionistaadoptada.

La determinación de los valores de pérdida desuelo provocados por la erosión laminar,representados en ton/ha, se realiza a partir delcálculo de los índices de cada componente dela ecuación, a través de fórmulas empíricas.

Este cálculo es tanto más preciso cuanto menorsea la parcela de área estudiada, considerandolas variaciones espaciales normalmenteobservadas en los terrenos con relación a losfactores analizados. En estudios regionales deerosión (escalas pequeñas), los valores

numéricos de pérdidas de suelo determinadospor erosión no pueden ser tomados como datosreales de erosión, sirviendo solamente paracategorizar cualitativamente las áreas en cuanto

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a su mayor o menor susceptibilidad a la erosiónlaminar (IPT, 1986).

En el Estado de São Paulo, la cuantificación delas pérdidas de suelo por erosión laminar está

siendo investigada por el Instituto Agronómicode Campinas IAC, de la Secretar ía deAgricultura. Estas investigaciones tienen comobase experimentos realizados en el campo yen laboratorio. De este modo, es posibleactualmente determinar, para las condicionesdel Estado de São Pablo, valores numéricosrepresentativos para los varios factores de laEcuación Universal de Pérdidas de Suelo, ydeterminar, para parcelas del terreno, estimativasde pérdidas totales de suelo por erosión laminar.

2.4.2. Erosión Lineal

En el estudio de la erosión lineal (surco,barranco y bossoroca ) es fundamental conocerel comportamiento de las aguas de lluvia y dela napa freática en coberturas edafológicas a lolargo de vertientes. Estudios han permitido unaevaluación cualitativa de las diferentescondiciones de desarrollo de procesos erosivospor escurrimiento concentrado.

En el caso de la bossoroca , el potencial erosivodepende de la concentración de flujo y delgradiente hidráulico promovidos por las aguassubterráneas, en especial del concentrado encanal, con desarrollo de fenómenos de piping.Estas características pueden ser determinadasa través del estudio del comportamientopiezométrico de la napa freática, entendiéndoseque para posibilitar la ocurrencia de fenómenosde piping es necesario el establecimiento, enuna determinada porción de la vertiente, de al-tos niveles de concentración de flujo de aguasubsuperficial, asociados a valores elevados de

gradiente hidráulico, de manera de permitir laremoción de partículas del suelo en la zona depercolación de la napa.

Conociéndose el comportamiento hídrico de lasdiferentes coberturas edafológicas de un áreadeterminada, es posible proceder a laregionalización de los procesos erosivos,sirviendo de base para la elaboración de mapasde susceptibilidad a la erosión lineal y de mapasde planificación a la ocupación urbana (cartageotécnica) y rural (carta de capacidad de uso

de la tierra).

En pequeñas y medianas escalas (hasta1:100.000), el procedimiento basado en la

morfoedafología (Tricart, 1977), se muestra deextrema utilidad y resolución, permitiendoidentificar, en una determinada región,compartimentos relativamente homogéneos, enlo que se refiere a la interacción entre el relieve,

la formación geológica y los suelospredominantes, resultando en tendencias adeterminados comportamientos hídricos.

En escalas detalladas, en que se hacenecesario destacar vertientes decomportamiento hídrico específico, se debenelaborar mapas de sistemas edafológicos(Salomão, 1994) a partir de estudios detoposecuencias por el análisis estructural,sintetizando las principales característicasmetodológicas y de la cobertura edafológica de

la vertiente que representan las condicionesnaturales de circulación hídrica.

2.5. GEOLOGIA APLICADA A LASEDIMENTACION

La sedimentación corresponde a variosproblemas ambientales para cuya solución laGeología puede contribuir efectivamente: pérdidade volumen de agua en embalses, reducción dela profundidad de canales con reflejosimportantes en la pérdida de eficiencia de obrashidráulicas y en la producción de inundacionesmás frecuentes e intensas; retención decontaminantes en los depósitos y consecuentesalteraciones en la vida acuática.

Desde un punto de vista ambiental, lasedimentación debe ser considerada en uncuadro de desequilibrios y transformación delmedio ambiente, con varias característicasgeomorfológicas, porque ella forma parte delconjunto de procesos de modelado del relieve;edafológicas porque la sedimentación acompaña

importantes transformaciones de los suelos,tanto en las áreas fuentes de sedimentos comoen las áreas de deposición; y tambiénhidrológicas, porque el proceso responde aalteraciones significativas del comportamientohídrico de las cuencas hidrográficas. Por esteprisma, por lo tanto, la sedimentación constituyeuna parte de un problema mayor, que puede serdesignado como degradación de los recursosnaturales originales, suelos y aguas, y sutransformación, provocada por formasinadecuadas de uso del suelo urbano o rural.

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2.5.1. Estudio de la sedimentación

Tradicionalmente la sedimentación ha sidotratada por la Ingeniería Hidráulica (Annandale,1987), quien se ha dedicado, más

frecuentemente, a su análisis en embalses. Eneste campo, el ingeniero se fundamenta en elconocimiento del aporte sólido y su relación conlos caudales que convergen en el embalse; enla capacidad del embalse, con relación al cau-dal afluente; y en su eficiencia de retención. Lascargas sóIidas totales que alcanzan el embalseson estimadas en base a las medidas desedimentos en suspensión, efectuadas enestaciones hidrosedimentométricas de loscursos de agua constituyentes. Las cargas defondo se deducen a través de fórmulas que se

relacionan con las suspensión. Una vezdeterminado el aporte sólido anual, es posiblecalcular el volumen sedimentado para x añosde operación normal del embalse. Los x añosnecesarios para impedir la operación normal delembalse corresponde a su vida útil (Carvalho,1991).

Este método es limitado por la disponibilidadde medidas de sedimentos en suspensión, osea, por el número de estacioneshidrosedimentométricas disponibles y por lafrecuencia de medidas que puede no permitir elregistro de grandes volúmenes de sedimentosen tránsito, en ocasión de inundacionesexcepcionales, cuyos efectos de erosión y detransporte son extraordinarios, aunqueeventuales (Bordas et al ., 1987).

No obstante, la caracterización de la dinámicasuperficial de una cuenca hidrográfica y delcomportamiento de los canales de drenajepuede auxiliar en la evaluación e interpretaciónde los datos sedimentométricos disponibles y,a falta de ellos, en un diagnóstico geológico de

la producción de sedimentos de una cuencahidrográfica.

2.5.2. Contribución de la ingeniería geológica

Es en este conocimiento de las característicasde una cuenca hidrográfica, especialmente desu dinámica superficial ante las intervencioneshumanas, que ubica la perspectiva de aplicaciónde la Ingeniería Geológica en los problemas de

sedimentación (Mildner, 1982).

En su base científica, la Geología, el estudio dela sedimentación puede ser considerado desde

el enfoque de la Sedimentología. En virtud delpapel científico de la Geología, de conocer lahistoria geológica de la Tierra, el estudio de lossedimentos es conducido hacia la determinaciónde los ambientes de la génesis de las

formaciones geológicas. 0 sea, desde el puntode vista geológico, la sedimentación esconsiderada de forma amplia, incluyendo losprocesos de intemperismo, erosión transporte,deposición y de consolidación de lossedimentos, vigentes en la época en que lossedimentos se formaron, testimoniando lascaracterísticas ambientales de entonces. Sobreesta base científica, la Ingeniería geológica ogeología aplicada, también considera de formaamplia los procesos y como ambiente desedimentación el medio ambiente actual, bajo

acción del hombre en el uso del suelo.

Se califica el ambiente como actual paradestacar que los procesos contemporáneos sonacelerados y relativos a la transformacióngeotecnogénica del paisaje o morfogénesisantrópica, extremadamente veloz e intensa. Eneste ambiente, el hombre es el más nuevo eintenso agente geológico.

La aplicación de la Geología se enriquece conlos enfoques geomorfológicos, edafológicos ehidrológicos, orientados a las medidas deingeniería, necesarias para la prevención ycorrección de los problemas relativos a lasedimentación y se fundamenta en laobservación sistemática y dinámica de lossedimentos en una cuenca hidrográfica, susfactores condicionantes y volúmenes incluidos.Contribuye a esta aproximación el conocimientodel concepto de la relación de liberación desedimentos.

2.5.3. Liberación de sedimentos

La erosión, punto de partida de lasedimentación, bajo la acción determinante deluso del suelo, ha sido estudiada por laagronomía, según la Ecuación Universal dePérdida de Suelos (Wischmeier y Smith, 1960;Bertoni y Lombardi Neto, 1985). La ecuación (A= R K L S C P), sin embargo, só1o puede seraplicada en términos cuantitativos según unenfoque anual, en áreas pequeñas, dondepersiste la homogeneidad de los parámetros yno habiendo escurrimiento concentrado. Por

consiguiente, la pérdida de suelos calculada deeste modo no significa producción desedimentos. La relación existente entre perdidasde suelos de una cuenca (áreas-fuentes) y la

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producción de sedimentos, medida en el exutoriode esa cuenca, se define por la Relación deLiberación de Sedimentos (RLS).

La Pérdida del Suelo por Erosión Laminar (A)

es apenas una fracción de la Erosión Total (ET).La relación entre el sedimento producido por unacuenca y la erosión total es conocida porRelación de Liberación de Sedimentos - RLS oen lengua inglesa “ Sediment Delivery Ratio ” (Walling, 1983).

RLS = PS/ETdondePS es la producción de sedimentos en ton om3/Km2/año;ET es la erosión total en ton o m3/Km2/año.

La RLS puede ser dada en porcentaje.

Varios factores influyen en el valor de la RLS, osea, en la transformación de la cantidad depérdida de suelos, generados por la ErosiónTotal, en cantidad de sedimentos que salen deuna cuenca (Mildner, 1982). Hay un conjuntode factores inherentes a la cuenca, sobre loscuales actúan el uso del suelo y el clima,especialmente las lluvias, imprimiendo ladinámica de transporte de las partículas desdeel área-fuente hasta los drenajes permanentes(transporte por inundaciones) y de estas hastala salida de la cuenca (transporte fluvial).

2.5.4. La dinámica del proceso

En una cuenca hidrográfica, los terrenos sujetosa la erosión constituyen las áreas-fuentesprimarias de sedimentos.

Comandados por los factores que condicionanla liberación de los sedimentos, una parte delas partículas liberadas por los procesos erosivoses transportada hasta los valles donde se de-posita o es transportada fluvialmente. En losdrenajes de primer orden los cursos de agua,teniendo pequeña capacidad de transporte,permiten que los sedimentos formen grandesdepósitos de sedimentación en el fondo de losvalles, cuando el aporte de ellos es intenso.

Los depósitos así formados en los fondos delos valles, han sido reconocidos y utilizados parael cálculo de tasas de producción de sedimentos

de las cuencas hidrográficas. En los EstadosUnidos denominados accelerated o cultural valley deposits, fueron reconocidos por Happ et al.(1940) y adoptados por Vanoni (1977) como

procedimiento de estudio de la sedimentación.En Brasil, fueron identificados en la MesetaOccidental del Estado de São Paulo (Oliveira,1990) habiendo servido a la misma finalidad(Oliveira, 1994).

Estos depósitos de fondos de valle pasanentonces a constituir un área-fuente secundaria,siendo sus sedimentos trabajados nuevamentepor la dinámica fluvial. Este nuevo trabajo pasaa ser tan o más importante cuanto más se re-duce la actividad erosiva en el área de la fuenteprimaria. O sea, a medida que las aguas delescurrimiento superficial de la cuenca alcanzanlos fondos de los valles, con menos sedimentosy con mayor velocidad, los cursos de aguavuelven a adquirir su capacidad de transporte,

entallando los depósitos, trabajando nuevamentelos sedimentos y transportándolos más aguasabajo (Leopold et al ., 1964).

En esta fase, los canales fluviales se rehacen yllegan muchas veces, a profundizarse por debajodel lecho original. De este modo, los depósitosformados pueden ser totalmente deshechos,siendo sus sedimentos exportados de la cuencahidrográfica, yendo a impactar otros cursos deagua o embalses.

Esta dinámica apenas ilustra un cuadro máscomplejo del proceso, en cuencas hidrográficassujetas a obras humanas, que originan nuevasáreas-fuentes primarias (apertura de un nuevocamino, por ejemplo), que promueven un intensoreempleo de sedimentos (la pavimentación decalles, por ejemplo), o su deposición(construcción de presas, por ejemplo).

De este modo, el cuadro complejo de ladinámica de los sedimentos de una cuenca re-sponde a la historia del uso del suelo, estimuladapor la frecuencia e intensidad de las lluvias que

caen en ella.

Esta dinámica, así como los volúmenes desedimentos incluidos en los procesos, puedenser diagnosticados por la Ingeniería geológica ogeología aplicada.

2.5.5. Medidas de control de la sedimentación

Las soluciones para el problema de la

sedimentación incluyen medidas preventivas ycorrectivas.Las medidas preventivas, esenciales,corresponden a la minimización de los procesos

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erosivos de las áreas-fuentes primarias, a travésde orientaciones para un uso adecuado del sueloa las características de la cuenca. Losinstrumentos fundamentales para elestablecimiento de estas orientaciones son, para

las Areas urbanas, las Cartas Geotécnicas y,para las Areas rurales, las Cartas de Capacidadde Uso de las Tierras. Deben acompañar lascartas geotécnicas (Nakasawa et al., 1991),recomendaciones para el asentamiento urbano(lotes, conjuntos habitacionales, etc.) yorientaciones para la implantación yconservación de los equipos urbanos (drenaje,asfalto, redes de agua y alcantarillado, etc.) Allado de las Cartas de Capacidad de Uso de lasTierras (Lepsch et al ., 1983), se destaca lanecesidad de planes de práctica

conservacionistas. Son fundamentales,también, para el área rural, las orientacionespara la implantación y conservación de caminos.

En cuanto a las medidas correctivas de lasedimentación, se debe destacar su costorelativamente mucho más elevado que lospreventivos, teniendo en consideración lanecesidad de obras de porte como drenajes,embalses de retención, etc. La implementaciónde tales obras, en consecuencia, sólo es viableen los casos en que los perjuicios relativos a lasedimentación exigen estas inversiones, comoes el caso de inundaciones en Areas urbanas.

3. CRECIENTES EINUNDACIONES

Las crecientes e inundaciones representan unode los principales desastres naturales queafectan constantemente diversas comunidadesen diferentes partes del mundo, sean en áreasrurales como en grandes metrópolis. Este tópicodel curso tiene por objetivo mostrar aspectosgeológicos de interés al estudio de crecientese inundaciones, con base en el entendimientode los diferentes tipos de procesoscorrelacionados, y proponer medidas de gestión,a partir de la identificación y análisis deescenarios de riesgo.

3.1. ASPECTOS CONCEPTUALES

Las aguas de lluvia, al alcanzar un curso deagua, causan el aumento del caudal por

determinado período de tiempo. Este incrementode descarga de agua, tiene el nombre decreciente. Muchas veces en el período de

creciente, los caudales alcanzan tal magnitudque pueden superar la capacidad de descargadel curso de agua y desbordar para las áreasmarginales habitualmente no ocupadas por lasaguas. Este desborde caracteriza una

inundaci ó n y el área marginal, queperiódicamente recibe esos excesos de agua,se denomina lecho mayor o planicie deinundación de un río.

3.2. FACTORES GENERADORES DECRECIENTES E INUNDACIONES

Las condicionantes naturales climáticas,geológicas y geomorfológicas de un determinadolugar son determinantes en la ocurrencia de

procesos de crecientes e inundaciones. Por otrolado, la frecuencia y magnitud de los accidentesde crecientes tienen muchas veces, una pro-funda relación con la forma e intensidad de lasintervenciones antrópicas realizadas en el mediofísico. Se puede decir por lo tanto, que ademásde las condicionantes naturales, las accionesmodificadoras causadas por el hombre han sidodeterminantes en la ocurrencia de accidentesdurante crecientes, principalmente en las áreasurbanas. En las grandes metrópolis, sistemasde drenaje urbano obsoletos o mal concebidos,son muchas veces, los principales responsablespor frecuentes inundaciones. Las inundacionesque ocurren a lo largo de arroyos y riachos,localizados fuera del sistema principal dedrenaje, generalmente tienen como causasprincipales: el gran número de canales y puentesobstruidos o con sección insuficiente, elazolvamiento de los cursos de agua resultantedel uso y ocupación inadecuados del suelo enlas cuencas, las obstrucciones yconfinamientos de los cursos de aguaprovocados por construcciones erguidas en susmárgenes o sobre ellos y, de un modo general,

o aumento de los caudales y volumen comoresultado de la ampliación de las áreasimpermeabilizadas de las cuencas de drenaje.

Durante el curso, serán presentados ydiscutidos los principales factores naturales yantrópicos que condicionan la ocurrencia decrecientes e inundaciones.

A continuación son presentados y descritosalgunos procesos de crecientes e inundacionescon diferentes características dinámicas, las

cuales dependen muchas veces de lascaracterísticas de relevo y de la conformacióngeológica y geomorfología de una determinadacuenca.

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3.2.1. Inundaciones extensas en áreas bajas

Los procesos de inundación cubriendo extensasáreas bajas, ocurren en compartimentos

geológicos y geomorfológicos asociados aplanicies fluviales, donde normalmente seconcentran grandes aglomeraciones de perso-nas y diferentes ramas de actividad humana.Son áreas que presentan como característicaprincipal, baja capacidad natural deescurrimiento, generalmente asociadas al bajodrenaje de las cañadas principales. En las áreaslitorales, el escurrimiento de las aguassuperficiales son condicionadas también por lacondición del mar.

El crecimiento acelerado de la ocupación y lacarencia de obras de drenaje y otros serviciosde infraestructura urbana, contribuyen para elincremento del problema.

Las pérdidas resultantes de accidentes de estanaturaleza se refieren generalmente a dañosmateriales y trastornos diversos.

3.2.2. Crecientes con alta energía de escurrimiento

A lo largo de cursos de agua en valles encajadospor la ocupación marginal, crecientes violentas,con alta velocidad de escurrimiento puedenproducir fuerzas hidrodinámicas capaces decausar accidentes destruyendo viviendassituadas en el lecho menor, junto a los barrancosde los ríos, por ación directa de las aguas, opor erosión y consecuente solapamiento de lasmárgenes de los ríos. En las metrópolisbrasileñas, muchas áreas de riesgo decrecientes están relacionadas con la ocupaciónde favelas en márgenes de arroyos. Crecientes

con alta energía cinética y alto poder erosivo yde impacto, son procesos resultantesprincipalmente en las áreas de dominio serranoy montañoso, en cuencas hidrográficas quepermiten rápida concentración y altos valoresde caudal. Procesos de crecientes de esanaturaleza pueden causar la muerte de perso-nas, además de daños materiales.

3.2.3. Crecientes con alta carga de material sólido

Son resultantes de alta energía cinética dondeel agua transporta elevada carga de materialsólido (sedimentos de diferentes granulometríay detritos vegetales), la suspensión y arrastre.Son procesos que ocurren principalmente en

ambiente montañosos y, en razón de lapresencia de mucho material sólido, el fenómenoadquiere poder destructivo mayor del que sedescribió anteriormente.

3.3. PLANIFICACION Y GESTION DE LASAREAS DE RIESGO A CRECIENTES EINUNDACIONES

Uno de los principales desaf íos de laplanificación pública es resolver de la mejormanera posible los problemas de drenaje urbanoresultantes del crecimiento rápido de unaciudad, utilizándose recursos escasos yestructura pública deficiente. Es deber delEstado tener clara la dimensión de los problemas

bajo su responsabilidad y formular políticas degestión específicas para su control.

La prevención de accidentes de crecientes einundaciones requiere de planificación y gestióncontinua de acciones que posibiliten al poderpúblico tener el problema mínimamente bajocontrol. La planificación engloba la definición deuna secuencia de actividades a ser realizadas.La gestión engloba el establecimiento y laorganización de una estructura funcional conrecursos humanos, financieros y materialescompatibles con las actividades planificadas ylos objetivos a ser alcanzados.

La División de Geología del Instituto deInvestigaciones Tecnológicas - IPT, ha adoptadoun método para enfrentar los accidentes natu-rales, según un modelo de abordaje propuestopor el antiguo United Nations Disaster Relief Coordinator - UNDRO (actual Department of Humanitarian Affairs - DHA), órgano de laOrganización de las Naciones Unidas que actúaen la mitigación de desastres naturales. Estemodelo de abordaje de planificación y gestiónde áreas de riesgo sujetas a accidentes natu-rales (Augusto Filho et al ., 1991), se componede una secuencia lógica de actividades, comose indican en el capítulo de riesgos geológicos:

a) identificación de los riesgos;b) análisis de los riesgos;c) definición de medidas de prevención de

accidentes;d) planificación para situaciones de

emergencia; y

e) informaciones públicas y entrenamientos;

Se describen brevemente a continuación, lostrabajos relacionados con cada una de lasactividades presentadas anteriormente,

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discutiéndose, las líneas generales, algunasprácticas de actuación en relación a áreas deriesgo de crecientes e inundaciones en regionesmetropolitanas.

a) Identificación de riesgos

Esta actividad se refiere a los trabajos dereconocimiento de identificación de las áreasde riesgo de crecientes en una determinadaregión. Hay que hacer una correctainterpretación de los factores condicionantes,agentes deflagradores y de los elementos bajoriesgo de accidentes de crecientes. Los trabajosde identificación son generalmente presentadosen forma de mapas de identificación espacial

de las áreas de riesgo. La identificación de losdiferentes tipos de procesos posibles de ocurriren una determinada localidad es uno de lospasos para el reconocimiento previo del problemaasociado a crecientes.

b) Análisis de riesgo

Los trabajos de análisis de riesgo se inician conel análisis de los productos resultantes de lasactividades de identificación de riesgos. Englobabásicamente la identificación de los principales

escenarios de riesgo relacionados con losdiferentes tipos de procesos de crecientes einundaciones previamente conocidos. El análisisde riesgo de procesos de naturaleza geológicatiene por objetivo reconocer más detalladamenteel cuadro presente en un determinado espaciofísico. Ese tipo de análisis puede ser realizado,tanto para un área localizada, como para unconjunto de áreas. Engloba generalmenteestudios de caracterización fenomenológica;saneamiento y registro de riesgo; jerarquizar elriesgo; y evaluar posibles escenarios deaccidentes. Estos estudios de mayor detalle,

posibilitan obtener un mejor conocimiento delgrado de riesgo efectivo en cada área, o quepermitirá la definición de la(s) medida(s) másadecuada(s) de prevención de accidentes.

c) Medidas de prevención de accidentes

Los productos obtenidos en los estudios deanálisis de riesgo deben permitir la formulaciónde un plan de prevención de accidentes. El planda prioridad a la aplicación de medidas en las

áreas con los escenarios de riesgo más críticos,considerando evaluaciones costo/beneficio paralas medidas posibles de ser implementadas.Estas medidas pueden ser estructurales y noestructurales.

Las medidas estructurales para el control deinundaciones se caracterizan por laconstrucción de obras hidráulicas de gran porte,generalmente muy caras, y destinadas a retener,confinar, desviar o escurrir con mayor rapidez y

así tener menores cotas.

La decisión de implementar una determinadamedida, sea ella estructural o no estructural,dirigida a reducir o eliminar los riesgos deaccidentes por crecientes, debe ser evaluadapor el diagnóstico correcto de los escenariospotenciales de riesgo.

El correcto diagnóstico, cualitativo y si esposible cuantitativo, del riesgo efectivo, permite jerarquizar las áreas de riesgo y planificar las

acciones y disponibilidad de recursos para larealización de las medidas estructurales y/o noestructurales posibles de adoptarse.

c) Planificación para situaciones de emergencia

Esta actividad se refiere a las acciones decarácter logístico para el enfrentamiento desituaciones de emergencia. La planificación parasituaciones de emergencia trata principalmente,de determinar como una población en un áreade riesgo debe ser evacuada como medida deprevención o protección cuando un riesgo esinminente.

d) Informaciones públicas y entrenamiento

Este ítem se refiere a los trabajos de educación,concientizacion y capacitación tanto de losprofesionales directamente vinculados a lasacciones de prevención de accidentes, comode las personas que habitan en las áreas de

riesgo. Cursos de entrenamiento técnico yoperacional, conferencias, publicaciones ydistribución de manuales técnicos, son algunosejemplos de actividades relacionadas con lasinformaciones públicas y entrenamientos.

4. DESLIZAMIENTOS

4.1. INTRODUCCION

Actualmente, la investigación de deslizamientoslato sensu está relacionada con varias áreasdel conocimiento, tales como: ingeniería Civil,Geología, Ingeniería Geológica, Geomorfología,

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Geotecnia, Mecánica de Suelos y de Rocas,etc.

Bajo el aspecto de la aplicación, la importanciadel análisis y control de los deslizamientos

resulta de la demanda socioeconómicaproveniente de accidentes y problemas diversosconcernientes a la inestabilidad de las laderas.Brabb (1991) estima en millares de muertes ydecenas de miles de millones de dólares poraño los perjuicios provenientes de la deflagraciónde estos procesos en el mundo entero.

En Brasil, a pesar de no disponerse de datosexactos, se sabe que accidentes resultantesde deslizamientos han sucedido en variasciudades, muchas veces, con más de una

decena de víctimas fatales, más allá de losdaños económicos de varias magnitudesasociados a inestabilidad de taludes en obrasciviles lineales (carreteras, vías férreas, etc.) yáreas de minería. Datos colectados por el IPTestiman que de 1988 al 2000 moriránaproximadamente 1300 personas en accidentespor deslizamientos (Macedo et al., 1999).

Se puede afirmar que los deslizamientosconstituyen importantes procesos de ladinámica superficial del territorio brasileño. Este

cuadro es el resultado de sus característicasgeológicas, geomorfológicas y climáticas,aumentadas con algunos procesossocioeconómicos que ocurren en el país, comola intensa urbanización (85% de la poblaciónen áreas urbanas - IBGE, 1992), y alempobrecimiento general de la población.

Estos factores contribuyen a la instauración desituaciones de riesgo en las ciudades, a partirde la ocupación de áreas naturalmentesusceptibles a deslizamientos sin los criterios

técnicos mínimos recomendados.

Este diagnóstico se repite para otros países endesarrollo y presenta una gran demandarelacionada al desarrollo de técnicas de análisisy control de los deslizamientos.

4.2. CONCEPTUALIZACIONES BASICAS YCLASIFICACIONES

Los procesos de transporte de materia sólidade nuestro planeta pueden ser subdivididos enmovimientos gravitacionales de masa, definidoscomo todos aquellos que son inducidos por laaceleración gravitacional, y en movimientos de

transporte de masa, donde el material movilizadoes transportado por un medio cualquiera, comoagua, hielo o aire (Hutchinson, 1968).

Los deslizamientos y procesos relacionadosforman parte de la lista de los movimientosgravitacionales de masa, directamente referidosa la dinámica de las laderas, distinguiéndosede las subsidencias y colapsos, pertenecientestambién a este gran grupo.

Cruden (1990) propone una definición simple paradeslizamientos, que está siendo empleada porel grupo de trabajo sobre el inventario mundialde estos procesos: “ deslizamiento es un movimiento de roca, tierra y detritos ladera abajo ” .

Las laderas pueden ser definidas como todasuperficie natural inclinada uniendo otras dos,caracterizadas por diferentes energ íaspotenciales gravitacionales (Stochalak, 1974).

El término talud es más usado para definirladeras próximas a obras lineales, de minería,etc., poseyendo un carácter más geotécnico yrelacionado a áreas limitadas. Se utilizantambién: talud de corte, para taludes resultantesde algún proceso de excavación promovido por

el hombre; y taludes artificiales, relacionados alas inclinaciones de rellenos, constituidas demateriales diversos (Wolle, 1980).

Existen innumerables clasificaciones demovimientos gravitacionales de masa asociadosa las laderas o deslizamientos lato sensu.Algunos trabajos tratan de forma completa, loscriterios, las restricciones, y otros aspectosimportantes de estos sistemas clasificatorios.

Brabb (1991) señala la clasificación propuestapor Varnes (1978) (cuadro 4.1) como una de las

más utilizadas mundialmente, siendoconsiderada la clasificación oficial de la Inter- national Association of Engineering Geology and Environment - IAEG.

En este texto, la clasificación propuesta porAugusto Filho (1992) será adoptada comoreferencia general para la descripción de losprincipales movimientos de ladera. Estaclasificación propone cuatro grandes tipos deprocesos: Arrastre (Creep ), Deslizamiento(Slides), Caída (Falls) y Torrente (Flows) (cuadro

4.2). Cada uno de estos grandes grupos admitesubdivisiones, principalmente los deslizamientosy los torrentes, existiendo extensasclasificaciones y terminologías específicas paracada uno de ellos.

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Cuadro 4.3 - Agentes y causas de los deslizamientos y procesos relacionados (Guidicini y Nieble,1976).

PREDISPONENTES Complejo geológico, complejo morfológico,complejo climático-hidrológico, gravedad, calor solar,tipo de vegetación natural

AGENTES EFECTIVOS PREPARATORIOS Pluviosidad, erosión por el agua yel viento, congelamiento y deshielo, variación de latemperatura, disolución química, acción de fuentes ymanantiales, oscilación de la napa freática, acciónde animales y humana, inclusive la deforestaciónINMEDIATOS Lluvias intensas, fusión del hielo ynieves, erosión, terremoto, olas, viento, acción delhombre, etc.

INTERNAS Efecto de las oscilaciones térmicas

Reducción de los parámetros de resistencia porintemperismo

EXTERNAS Cambios en la geometría del sistemaEfectos de vibracionesCambios naturales en la inclinación de las capas

INTERMEDIAS Elevación del nivel piezométrico en masas“homogéneas’Elevación de la columna de agua endiscontinuidadesDisminución rápida de la napa freática

Erosión subterránea degenerativa (piping )Disminución del efecto de cohesión aparente

Cuadro 4.4 - Principales acciones antrópicas inductoras de los deslizamientos.

Remoción de la cobertura vegetal

Lanzamiento y concentración de aguas pluviales y/o servidas

Pérdidas en la red de abastecimiento, alcantarillado y presencia de pozos negros

Ejecución de cortes con geometría incorrecta (altura / inclinación)

Ejecución deficiente de rellenos (compactación, geometría, fundación)

Lanzamiento de basura en las laderas/taludes

Cuadro 4.2 - Características de los principales movimientos de ladera (Augusto Filho, 1992).

PROCESO CARACTERISTICAS DEL MOVIMIENTO, MATERIAL Y GEOMETRIA

REPTACION - varios planos de deslizamientos (internos)(Creep) - velocidades muy bajas (cm/año) a bajas y decrecientes con la

profundidad- movimientos constantes, sazónales o intermitentes- suelo, depósitos, roca alterada/fracturada- geometría indefinida

DESLIZAMIENTO - pocos planos de deslizamientos (externos)(Slides) - velocidades medias (m/h) a altas (m/s)

- pequeños y grandes volúmenes de material- geometría y materiales variables:PLANARES suelos poco compactos, suelos y rocas con un plano de

fragilidad;CIRCULARES suelos compactos homogéneos y rocas muy fracturadasEN CUÑA suelos y rocas con dos planos de fragilidad

CAIDA - sin planos de deslizamientos(Falls) - movimientos tipo caída libre o en plano inclinado

- velocidades muy altas (varios m/s)- material rocoso- pequeños a medianos volúmenes- geometría variable: lascas, placas, bloques, etc.RODAMIENTO DE BLOQUESDESMORONAMIENTO

TORRENTE - muchas superficies de deslizamientos (internas y externas a la masaen movimiento

(Flows) - movimiento semejante al de un líquido viscoso- desarrollo a lo largo de los drenajes- velocidades medianas a altas- movilización de suelo, roca, detritos y agua- grandes volúmenes de material- extenso radio de alcance, inclusive en áreas planas

de las causas exteriores que imponen al terreno,a fin de, conjuntamente con el ingenierogeotécnico, elegir la mejor solución técnico-económica para el problema de inestabilizaciónestudiado.

Existen varias maneras de clasificar estasobras, el cuadro 4.5 presenta los principalestipos, según clasificación propuesta en IPT(1991).

4.5. ANALISIS REGIONALES Y

PREVENTIVOS: CARTAS DESUSCEPTIBILIDAD ADESLIZAMIENTOS

El objetivo básico de estas cartas es ladelimitación de zonas homogéneas en cuantoa la tipología, susceptibilidad y radio de alcancede los movimientos de masa en una determinadaregión, considerando las interrelaciones entrela dinámica de estos procesos y las diversasformas de uso y ocupación del suelo.

Bitar et al. (1992) consideran la existencia decuatro grandes tipos de cartas denominadas,ge néricamente geotécnicas: dirigida;

convencional; susceptibilidad; y riesgo.

Las cartas de susceptibilidad a deslizamientospueden ser aplicadas directamente en la

Cuadro 4.1 - Clasificación de los movimientos de ladera según Varnes (1978).

TIPO DE MOVIMIENTO TIPO DE MATERIALROCA SUELO (ingeniería)

Grueso Fino

CAIDA de Roca de Detritos de Tierra

DESMORONAMIENTO de Roca de Detritos de Tierra

DESLIZAMIENTO ROTACIONAL pocas Abatimiento Abatimiento Abatimientounidades de Roca de Detritos de Tierra

TRASLACIONAL muchas de Bloques de Bloques de Bloquesunidades Rocosos de Detritos de Tierra

de Roca de Detritos de Tierra

EXPANSIONESLATERALES de Roca de Detritos de Tierra

TORRENTE/ de Roca de Detritos de Tierra

ESCURRIMIENTO (arrastre

profundo) (arrastre de Suelo)

COMPLEJOS: Combinación de 2 o más de los principales tipos de Movimientos

4.3. DINAMICA Y CONDICIONANTES

Los deslizamientos suceden por influencia de factores del medio ambiente (f í sico, biol ó gico y social) espec í ficos, que deben ser entendidos,a fin de que estos procesos puedan ser evitados.

La identificación precisa de los factoresresponsables del movimiento, es fundamentalpara la adopción de las medidas correctivas opreventivas más acertadas desde el punto devista técnico-económico. En muchos casos, lacausa principal no puede ser removida, siendo,por eso, necesario reducir sus efectos de unaforma continua o intermitentemente.

Las lluvias actúan como principal agentedeflagrante de los deslizamientos en el contextode la dinámica climática y geológica de Brasil.Los grandes accidentes relacionados a estosprocesos registrados en el territorio nacional seprodujeron durante el período lluvioso, que varíade una región a otra.

El hombre se está constituyendo en el másimportante agente modificador de la dinámicade las laderas. El avance de las diversas formasde uso y ocupación del suelo en áreasnaturalmente susceptibles a los movimientos

gravitacionales de masa, acelera y amplía lainestabilización.

En países en vías de desarrollo y con altas tasasde urbanización como Brasil, la acción delhombre en la ocupación desordenada de cerrosen las ciudades de mediano y gran tamaño, haactuado como uno de los factoresdeterminantes de la ocurrencia de accidentesde gran porte relacionados con deslizamientos.

No obstante, en el análisis y control de los

deslizamientos, principalmente en áreasurbanas, se debe reflexionar sobre las principalesmodificaciones en la dinámica de las laderasresultantes de las interferencias antrópicas,puesto que éstas son muchas veces lasprincipales responsables por la deflagración delos procesos de inestabilización (cuadro 4.4).

4.4. OBRAS UTILIZADAS EN LAESTABILIZACION DE LADERAS YTALUDES

Con relación a las obras deestabilización de laderas/taludes, el ingenierogeólogo debe tener conocimiento de susprincipales tipos, de su forma de actuación y

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Cuadro 4.5 - Principales tipos de obras de contención (Modificado de IPT, 1991).

GRUPOS TIPOS

Obras sin estructura de contención - Retaludamientos (corte y relleno)- Drenaje (superficial, subterráneo, de obras)- Protección superficial (naturales y artificiales)

Obras con estructura de contención - Muros de gravedad- Atirantamientos- Rellenos reforzados- Estabilización de bloques

Obras de protección - Barreras vegetales- Muros de contención

elaboración de proyectos con miras a laimplantación o recuperación de obras civiles deporte (carreteras, vías férreas, grandesreservorios) en los estudios de impactoambiental, etc. Ellas también pueden ser unade las líneas de investigación, o mapa temático,para la elaboración de las cartas geotécnicasconvencionales y dirigidas, o de las cartas deriesgo geológico.

Las escalas de trabajo pueden incluir la de losmapas sinópticos (escalas 1:100.000 omenores), la de los mapas detallados (1:2.000a 1:500), según la clasificación propuesta porla IAEG (1976). En Brasil, estas cartas hanpresentado escalas entre 1:250.000 a 1:500. Lascartas de susceptibilidad de escalas de mayordetalle, están asociadas a trabajos deidentificación y aná l isis de riesgo dedeslizamientos.

Estas cartas pueden ser elaboradas por

diferentes métodos y técnicas de recolección,almacenamiento, integración y análisis de datos.

Las principales etapas de elaboraciónpropuestas por este itinerario son:

a) planificación: definición de los objetivos,recursos, cronograma, y escalas detrabajo;

b) recolección de información: recolecciónde información de interés ya existentes,

mapas (topográficos, geológicos,geotécnicos, etc.), fotos aéreas yterrestres, informes, etc.;

c) formulación de los modelosfenomenológicos preliminares: definiciónde los tipos de movimientosgravitacionales de masa a serinvestigados, teniéndo en cuenta losobjetivos del trabajo y la dinámica super-ficial del área de estudio, identificada,preliminarmente, en la etapa derecolección de información;

d) definición de las unidades de análisis yde los condicionantes a ser utilizados enla elaboración de la carta desusceptibilidad, a partir de los modelosfenomenológicos de inestabilizaciónformulados anteriormente;

e) subdivisión de los trabajos en tres ramasprincipales de técnicas de investigación:

ea) t raba jos de car tografía yfotointerpretación;

eb) trabajos de campo para el catastrode las inestabilizaciones y estudiode sus condicionantes;

ec) retroanál isis de eventospluviométricos que provocaron ladeflagración de inestabilizacionessignificativas.

f) integración y análisis de los resultadosobtenidos en estas tres ramas deinvestigación;

g) registro de la información, y adecuaciónde los modelos fenomenológicospreliminarmente definidos. El registro eshecho a través de la generación de dos

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grandes tipos de productos básicos:mapas temáticos diversos; y bancos deinformación;

h) definición de los criterios finales para la

zonificación del área en cuanto a lasusceptibilidad y tipología de losmovimientos gravitacionales de masa;

i) integración y análisis de la informaciónregistrada según los criterios definidos enla etapa anterior; y

j) elaboración de la carta de susceptibilidada deslizamientos con la delimitación delas zonas homogéneas en cuanto a lapotencialidad de deflagración y al tipo deproceso de inestabilización.

Este itinerario es genérico y, como tal, sirvecomo base para la elaboración de cartas desusceptibilidad a deslizamientos en escalas detrabajo regional y de detalle, puesto que laextensión y duración entre las etapaspropuestas deberán ser ajustadas para cadacaso.

5. SUBSIDENCIAS Y COLAPSOS

5.1. RECALQUES O ADENSAMIENTO DELOS SUELOS BLANDOS

Este proceso tiene como condicionante princi-pal la ocurrencia de sedimentos ensubsuperficie, casi siempre constituidos porarcillas orgánicas blandas. Por ser noconsolidados, contienen gran cantidad de aguaen sus poros. El agua, al ser expulsada, por

procesos naturales de consolidación, debido alpropio peso de las capas subyacentes, es decirpor inducción, drenaje y sobrecargas, causanla compresión de las arcillas. Esa reducción devolumen se refleja en la superficie y en lasestructuras fundadas en estos materiales, comolos aterramientos, pavimentos o fundaciones deedificaciones y carreteras.

En el Estado, estos sedimentos se distribuyenprincipalmente en la planicie litoral, donde losproblemas de recalque son observados en losterrenos constituidos por sedimentos de man-

gle, sedimentos fluviolagunares, y de forma másbien restringida, en playas y en sedimentosintercordones. En Santos, por ejemplo, los

edificios pueden inclinarse como consecuenciade recalques diferenciales de los suelos blandosencontrados bajo superficie. Otras áreasbastante propicias a la ocurrencia de esteproblema son las planicies aluviales interiores,

destacándose las turberas como terrenos dealta susceptibilidad.

5.2. COLAPSOS

Este proceso consiste en el abatimiento, máso menos rápido, del terreno por compresión delsuelo, a partir del colapso de su estructura bajosaturación, sin haber necesariamente aumentode cargas aplicadas en la superficie.

Normalmente las condiciones básicas para unsuelo ser potencialmente colapsible sonencontradas en suelos macroporosos ymicroagregados lateríticos que componensuelos superficiales, pedológicamente másdesarrollados.

En áreas urbanas, este proceso puede serintensificado en situaciones característicascomo filtraciones de los sistemas conductoresde agua (saneamiento y distribución), así comode afluentes que contienen dispersantes de

arcilla, como el hidróxido de sodio.

En el Estado de São Paulo, los suelospropensos a experimentar el fenómeno decolapso ocurren, principalmente, en la partesuperior de terrenos aplanados, dondepredominan suelos porosos residuales ocoaluviales arenosos o arcillososmicroagregados.

5.3. HUNDIMIENTOS CARSTICOS

Son hundimientos de terreno que tiene comocondicionante principal la presencia de unsustrato rocoso carbonático, constituido porrocas como calcáreos, mármoles, dolomitas,carbonatitas y rocas calcosilicátitadas, que sonsometidas a la disolución por circulación deaguas agresivas de subsuperficie. Estaagresividad del agua es dada por los ácidos enella contenidos, como el ácido carbónico, queen el bosque tropical es casi todo provenientede procesos orgánicos. Esta disolución de laroca desde sus contactos y fracturas, resulta

en la formación de cavidades subterráneas,condición favorable para desencadenarhundimientos en la superficie del terreno.

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La presencia de coberturas de materialinconsolidado tiende a aumentar la intensidaddel fenómeno, y por tanto, el significadogeotécnico de este proceso. Esto es debido aque el carst cubierto es un terreno de topografía

más suave, que atrae el uso del suelo porconstituir áreas planas, en relación al entornomontañoso, desfavorable para ocupación urbana.Siendo, por tanto, la ampliación física delfundamento en áreas urbanas y elmascaramiento de los cuerpos carbonáticos, losfactores que aumentan la vulnerabilidad del carstcubierto.

El hundimiento puede desarrollarse de maneranatural, o ser acelerado o deflagrado poracciones humanas, principalmente aquellas que

resultan en alteraciones en la dinámica y en lascaracterísticas de la circulación de las aguassubterráneas, como la exploración de estasaguas.

Los terrenos de alta susceptibilidad a laocurrencia de este proceso, en el Estado deSão Paulo, son aquellos cuyo substrato esformado por litologías como calcáreos,mármoles y carbonatitas. Sus ocurrencias másexpresivas se sitúan en el valle del Ribeira. Losterrenos de esta litología en la Región

Metropolitana de São Paulo, aunque másrestringidos en área, presentan gran potencialde desarrollo de los procesos de hundimientoscárstico, debido a la expansión urbana e indus-trial.

6. PLANES PREVENTIVOS,INFORMACIONES PUBLICAS YENTRENAMIENTOS

6.1. PLANES PREVENTIVOS

Los Planes Preventivos de la Defensa Civil -PPDC engloban un conjunto de accionescoordinadas que tienen por objetivo reducir laposibilidad de ocurrencia de pérdida de vidashumanas, provocadas por accidentesgeológicos, buscando convivir con lassituaciones de riesgo dentro de nivelesrazonables de seguridad. El objetivo final deesas acciones es anticiparse la ocurrencia delaccidente y realizar remociones preventivas,

basándose por lo tanto, en la posibilidad de laprevisión espacial y temporal de esosaccidentes.

Planes de emergencia y/o sistemas de alertaaparecen en la bibliografía internacional parariesgos de naturaleza atmosférica, hidrológica(crecientes/inundaciones), y entre los riesgosde naturaleza geológica, para terremotos y

deslizamientos. En Brasil, y principalmente enSão Paulo, los Planes Preventivos específicospara deslizamientos vienen consolidándosecomo un importante instrumento para convivircon el riesgo en áreas de ocupación en cuestas.

Dado que los Planes Preventivos dependen dela previsibilidad espacial (localización de lasáreas de mayor riesgo) y temporal(circunstancias más favorables para ladeflagración de los accidentes), en el caso dedeslizamientos en Brasil, cuando las lluvias

representan el principal agente naturaldeflagrador inmediato de esos procesos, es fun-damental la existencia de correlaciones entrelos índices pluviométricos y la ocurrencia dedeslizamientos.

Estudios desarrollados por Tatizana et al.(1987a, b) en la región de la Sierra del Mar,municipio de Cubatão, São Paulo, muestran lacorrelación entre la deflagración dedeslizamientos planares del suelo, los índicespluviométricos horarios y los valores deprecipitación acumulada anteriormente al evento(mejor correlación para los 3 días anteriores).Los resultados obtenidos por esos autores indi-can que para mayores valores de precipitaciónacumulada, los índices pluviométricos horariosdeflagradores de los deslizamientos decrecenexponencialmente.

Cerri (1992) propone la elaboración de los PPDCsegún cuatro grandes fases (Cuadro 6.1).

El Cuadro 6.2 resume los niveles de operación,los criterios de cambios y las principales

acciones correspondientes a cada nivel para elPPDC específico para deslizamientos en laBajada Santista, São Paulo. Los parámetrostécnicos para la operación de ese plan son:previsión meteorológica; índices pluviométricos;visitas técnicas en las áreas de riesgopreviamente identificadas (Cerri et al . 1990 a,b).

La previsión meteorológica es expresada através de boletines creados específicamente

para operación del PPDC para deslizamientos,conteniendo la tipología de la lluvia (origen), latendencia de duración e intensidad prevista dela precipitación pluviométrica.

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Cuadro 6.1. Fases de elaboración de los PPDC (Cerri, 1992)

FASE PRINCIPALES ACTIVIDADES

ELABORACION · análisis del proceso geológico.· identificación de las áreas sujetas a riesgo.· análisis de riesgo (grados de riesgo y priorización).· período de operación del plano preventivo.· criterios técnicos de deflagración de las acciones preventivas.· sistema de seguimiento de parámetros técnicos.· definición de acciones y medidas preventivas.· definición de acciones correspondientes para atender las

emergencias

IMPLANTACION · procedimientos operacionales.· atribuciones y responsabilidades.·

sistema de comunicación.· sistema de información y participación de la población.· Entrenamiento y divulgación.

OPERACION · operación y seguimiento de acuerdo con los diferentes nivelesdel plano.

EVALUACION · identificación de eventuales fallas en la fundamentacióntécnica y sistema operacional de los planos e implementaciónde los ajustes necesarios.

Cuadro 6.2 - Detalles operacionales del PPDC

NIVEL CRITERIO PRINCIPALES ACCIONES

OBSERVACION Período lluvioso · seguimiento de los índices(dic. a marzo) pluviométricos

ATENCION acum. lluvias · técnicas en las áreas de risco anteriormente3 días > 100 mm identificadas

o CCM > 1,2

ALERTA Formas de inestabilidad · remoción preventiva en las áreas de riesgoinminente

ALERTA Deslizamientos y lluvias · remoción preventiva de toda poblaciónMÁXIMO de duración larga instalada en áreas de riesgo

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Los índices pluviométricos utilizados sondefinidos considerándose la precipitaciónacumulada en 3 días y el Coeficiente de CicloMóvil, que correlaciona la lluvia acumulada enun período con los valores acumulados normales

para ese período (Tatizana et al. 1987 a, b). ElCCM próximo a 1,0 indica que la lluvia acumuladaen el período está próxima a los valores normaleso medios (período normalmente lluvioso). ElCCM igual 1,5 indica que el período está 50%más lluvioso que la media. En el PPDC, seadopta 1,2 como el valor crítico de CCM,considerándose que eventos pluviométricossuperiores al 20% de la pluviosidad mediapueden deflagrar deslizamientos concaracterísticas catastróficas (Guidicini y Iwasa1976).

Las inspecciones técnicas deben ser dirigidaspara la identificación de aspectos relacionadoscon las condiciones de evolución del procesogeológico considerado. En el caso dedeslizamientos, estos aspectos comprendentrincas y escalones en el abatimiento delterreno, dislocación de muros, postes y otrasestructuras, inclinación y encorvadura deárboles, etc., todas ellos indicativos de unacondición potencial de ruptura.

6.2. INFORMACIONES PUBLICAS YENTRENAMIENTO

Acciones de información pública yentrenamientos son fundamentales para el buendesempeño de las medidas de prevención deaccidentes.

Estas acciones son dirigidas al personal técnicoespecializado, funcionarios públicosmunicipales, administradores públicos, políticos,equipos de Defensa Civil, fuerzas policiales yde bomberos y, en algunos casos, la poblaciónmoradora o no de las áreas de riesgo.

Los entrenamientos son en general,representados por cursos, conferencias,seminarios, “workshop ”, pudiendo o no serrealizados, en las propias regiones o áreas deriesgo.

Además de los medios para el entrenamientomencionados, son elaborados manualestécnicos, cartillas de orientación, “folders ” y vid-eos.

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