proyecto de aplicaciÓn en temas de ingenierÍa civil

PROYECTO DE APLICACIÓN EN TEMAS DE INGENIERÍA CIVIL.

DIAGNÓSTICO DE LA PÉRDIDA DE SUELO EN EL MUNICIPIO DE QUETAME,

MEDIANTE LA CORRELACIÓN DE LOS GRADOS DE EROSIÓN Y LOS

AGENTES QUE INTERVIENEN ESTE PROCESO

Por: Giraldo Alonso Velásquez Pardo

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS VILLAVICENCIO

JULIO 2019

PROYECTO DE APLICACIÓN EN TEMAS DE INGENIERÍA CIVIL.

DIAGNÓSTICO DE LA PÉRDIDA DE SUELO EN EL MUNICIPIO DE QUETAME,

MEDIANTE LA CORRELACIÓN DE LOS GRADOS DE EROSIÓN Y LOS

AGENTES QUE INTERVIENEN ESTE PROCESO

Por:

Giraldo Alonso Velásquez Pardo

Documento final presentado como opción de grado para optar al título profesional de ingeniero civil

Aprobado por: Ing. German Ernesto Chicangana Monton

Director

Geólogo, William Fernando Duarte Delgado Codirector

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS

VILLAVICENCIO JULIO 2019

AUTORIDADES ACADÉMICAS

Fray Juan Ubaldo Lopez Salamanca, O.P.

Rector General

Fray Mauricio Antonio Cortés Gallego, O.P.

Vicerrector Académico General

Fray José Arturo Restrepo Restrepo O.P.

Rector Sede Villavicencio

Fray Rodrigo Garcia Jara O.P.

Vicerrector Académico Sede Villavicencio

Padre Cesar Orlando Urazán Garcia O.P.

Vicerrector Administrativo Sede Villavicencio

Ing. Jhon Jairo Gil Peláez, Ph.D.

Decano Facultad de Ingeniería Civil

Nota de aceptación

_____________________________ _____________________________ _____________________________

_____________________________ Decano Facultad Ingeniería Civil

_____________________________ Director Trabajo de Grado

_____________________________ Jurado

_____________________________ Jurado

Villavicencio, Día de julio 2 de 2019

Diagnóstico de la pérdida de suelo en el municipio de Quetame, mediante la correlación de los grados de erosión y los agentes que intervienen este proceso

Facultad de Ingeniería Civil – USTA Villavicencio 5

RESUMEN La escasa información actualizada en el municipio sobre problemas derivados de fenómenos de remoción en masa y la relevancia de esto en regiones de cordillera, las cuales son susceptibles a este tipo de eventos, requieren que se marquen pautas para la obtención de información referente al tema, a partir de esto el presente proyecto plantea un diagnóstico de la perdida de suelo en el municipio de Quetame, dado a partir del cálculo de erosión, siguiendo la metodología de la ecuación universal de perdida de suelo y correlacionándola con los agentes que intervienen en el proceso. El desarrollo de este proyecto se realizará en tres etapas de la cuales la primera será para definir variables y la recolección de información, la segunda será el procesamiento de datos mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica y sensores remotos, generando modelos de los diferentes factores que determinan la erosión como lo son; la topografía, el tipo de suelo, las precipitaciones, la cobertura vegetal, etc., correlacionándolos para determinar las zonas más susceptibles de fenómenos de remoción en masa, la tercera etapa será la obtención de los modelos para su respectivo análisis. aprovechando el uso de tecnología se realizará un diagnostico sin la intervención del suelo en el sector, utilizando solo imagines y datos que se procesaran con Arcgis como programa principal para el modelamiento de los diferentes agentes inherentes de los procesos de erosión. esto con el fin de contribuir en una herramienta de lucha contra la erosión que eventualmente pueda participar en la identificación de mecanismos eficientes para la prevención o mitigación de riesgos derivados de fenómenos de remoción en masa presentes en el municipio o incluso contribuir en el plan de ordenamiento territorial. Es importante considerar que el desarrollo del proyecto se da a partir de la escasa información sobre los fenómenos de remoción en masa en el sector y dicha información es relevante para la generación de proyectos de mitigación o prevención en la zona. Palabras Clave: Erosión, suelo, diagnostico, erodabilidad, erosividad, SIG.



ABSTRACT The scarce information updated in the municipality on problems derived from mass removal phenomena and the relevance of this in mountain regions, which are susceptible to this type of events, require that guidelines be drawn up to obtain information on the subject, from this the present project poses a diagnosis of the loss of soil in the municipality of Quetame, given from the calculation of erosion, following the methodology of the universal equation of soil loss and correlating with the agents involved in the process . The development of this project will be carried out in three stages of which the first will be to define variables and the collection of information, the second will be the processing of data through the use of Geographic Information Systems and remote sensors, generating models of the different factors that determine erosion as they are; topography, soil type, rainfall, vegetation cover, etc., correlating them to determine the most susceptible areas of mass removal phenomena, the third stage will be to obtain the models for their respective analysis. taking advantage of the use of technology, a diagnosis will be made without the intervention of the soil in the sector, using only images and data that will be processed with arcgis as the main program for the modeling of the different agents inherent in the erosion processes. this in order to contribute to a tool to combat erosion that may eventually participate in the identification of efficient mechanisms for the prevention or mitigation of risks arising from mass removal phenomena present in the municipality or even contribute to the planning plan territorial. It is important to consider that the development of the project is based on the scarce information on the phenomena of mass removal in the sector and this information is relevant for the generation of mitigation or prevention projects in the area. Key Word: Erosion, soil, diagnosis, erodability, erosivity, SIG.



CONTENIDO 1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 12

2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ............................................................ 13

3 JUSTIFICACIÓN ....................................................................................... 14

4 OBJETIVOS .............................................................................................. 15

4.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................... 15

4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................... 15

5 ALCANCE ................................................................................................. 16

6 MARCO DE REFERENCIA ....................................................................... 17

6.1 MARCO TEÓRICO .................................................................................... 17

6.1.1 Suelo ....................................................................................................... 17

6.2 ANTECEDENTES...................................................................................... 20

6.2.1 Degradación del suelo por erosión. ......................................................... 20

6.2.2 Amenazas de erodabilidad. ..................................................................... 22

6.3 MARCO CONCEPTUAL ............................................................................ 23

6.4 ESTADO DEL ARTE ................................................................................. 24

6.5 MARCO NORMATIVO ............................................................................... 25

6.6 MARCO GEOGRÁFICO. ........................................................................... 26

8 METODOLOGÍA ........................................................................................ 28

8.1 DESCRIPCIÓN DE ETAPAS Y TAREAS .................................................. 28

8.2 POBLACIÓN, MUESTRAS, VARIABLES E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ..................................................................... 29

8.2.1 Diseño. .................................................................................................... 29

8.2.2 Selección de la muestra. ......................................................................... 29

8.3 DEFINIR VARIABLES. .............................................................................. 30

8.3.1 Calculo de erosión. ................................................................................. 30

9 ASPECTOS FISICOS ................................................................................ 35

9.1 GEOLOGIA ............................................................................................... 35

9.1.1 Suelos ..................................................................................................... 35

9.1.2 Pendiente topográfica ............................................................................. 43

9.1.3 Clima ....................................................................................................... 43

10 ETAPA1: RECOLECCIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS. ................. 44

10.1 PRECIPITACIONES. ................................................................................. 44

10.2 TIPO DE SUELO. ...................................................................................... 45

10.3 TOPOGRAFÍA. .......................................................................................... 47

10.4 COBERTURA VEGETAL. .......................................................................... 49

11 ETAPA 2: RESULTADOS. ......................................................................... 51

11.1 DETERMINAR EL FACTOR DE LA EROSIVIDAD POR LA LLUVIA (R). .. 51

11.2 DETERMINAR EL FACTOR DE LA ERODABILIDAD DEL SUELO (K). .... 54

11.3 DETERMINAR EL FACTOR TOPOGRÁFICO (LS). .................................. 55

11.4 DETERMINAR EL FACTOR DE COBERTURA VEGETAL (C). ................. 58

11.5 IDENTIFICAR EL GRADO DE EROSIÓN. ................................................. 60

12 ETAPA 3: ANÁLISIS DE RESULTADOS. .................................................. 63

13 DESCRIPCIÓN DE LOS PRODUCTOS FINALES .................................... 67

14 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS ............................................. 69

14.1 CONCLUSIONES ...................................................................................... 69



14.2 TRABAJOS FUTUROS ............................................................................. 70

15 BIBLIOGRAFIA. ......................................................................................... 71

16 ANEXOS ................................................................................................... 74



LISTA DE TABLAS Tabla 6.1 Erosionabilidad. .................................................................................... 21

Tabla 6.2 Erodabilidad ......................................................................................... 22

Tabla 6.3 Marco normativo. .................................................................................. 25

Tabla 8.1. Clasificación de la erosión potencial corpoica. .................................... 30

Tabla 8.2 Clasificación de la erosión efectiva corpoica. ....................................... 31

Tabla 8.3. Calificación de la erosividad anual de las lluvias. ................................ 32

Tabla 8.4 clasificación de rangos de LS. .............................................................. 33

Tabla 10.1 Valores máximos mensuales de precipitación (mm) en 24 horas ....... 44

Tabla 10.2 Precipitación multianual de las estaciones. ........................................ 44

Tabla 10.3 Tipos de suelos de Quetame según la FAO. ...................................... 45

Tabla 10.4 Vegetación y litología de Quetame según la FAO .............................. 45

Tabla 10.5 Características de la cobertura vegetal de Quetame. ......................... 49

Tabla 11.1 Energía unitaria e [MJ/(ha.h)] ............................................................. 51

Tabla 11.2 Energía efectiva E [MJ.mm/(ha.h)] ..................................................... 51

Tabla 11.3 Erosividad R mes [MJ.mm/(ha.h)]....................................................... 51

Tabla 11.4 Factor R ............................................................................................. 52

Tabla 11.5. Factor K. ............................................................................................ 54

Tabla 11.6. Factor de cobertura vegetal (c). ......................................................... 58

Tabla 13.1. Resultados. ....................................................................................... 67

Tabla 13.2.impactos ............................................................................................. 68



LISTA DE FIGURAS Figura 6.1 Ubicación geográfica de Quetame. ..................................................... 26

Figura 6.2 División política de Quetame. .............................................................. 27

Figura 8.1. Descripción de etapas y tareas. ......................................................... 28

Figura 9.1 Geología de Quetame ......................................................................... 35

Figura 9.2. Panorámica de la falla Las Mercedes observada al sur de Quetame desde la parte alta de la vereda Quetamito. ......................................................... 37

Figura 9.3 Pliegue en capas de areniscas de la Formación Lutitas de Macanal, en la vía que del corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. ............... 38

Figura 9.4 Capa de arenisca de grano fino intercalada entre capa de limonitas con alto contenido orgánico (carbonoso) altamente meteorizado de la Formación Lutitas de Macanal, en la vía que del corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. ............................................................................................................. 39

Figura 9.5 Afloramiento de la Formación Lutitas de Macanal, en la vía que del corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. ..................................... 39

Figura 9.6 Afloramiento de la Formación Lutitas de Macanal, en donde se observa un sector de oxidación en capas de limolitas con contenido orgánico. Esta oxidación se debe al paso de agua. Foto tomada en la vía que del corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. ............................................................................ 40

Figura 9.7 Afloramiento de la Formación Lutitas de Macanal, en la vía que del corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. ..................................... 41

Figura 9.8 Con la línea amarilla y las flechas se muestra el contrafuerte que demarca la Falla Quetame observada desde la plaza principal de Quetame en dirección hacia el norte. ................................................................................................................ 42

Figura 9.9 Contacto fallado entre la Formación Lutitas de Macanal a la izquierda y la Unidad Filitas y Cuarcitas de Guayabetal. Carretera que del corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. ................................................................ 42

Figura 9.10. Panorámica hacia el NW de la falla regional de Quetame. ............... 43

Figura 10.1 Mapa de tipos de suelos en Quetame según la FAO. ....................... 47

Figura 10.2 DEM del municipio de Quetame. ....................................................... 48

Figura 10.3 TIN del municipio de Quetame. ......................................................... 48

Figura 10.4 Cobertura vegetal del municipio de Quetame. ................................... 50

Figura 11.1. Mapa de factor de erosividad (R). .................................................... 53

Figura 11.2. Mapa de erodabilidad (k). ................................................................. 54

Figura 11.3. Mapa de variable beta. ..................................................................... 55

Figura 11.4. Mapa de variable m. ......................................................................... 56

Figura 11.5. Mapa de factor L. ............................................................................. 56

Figura 11.6. Mapa de factor S. ............................................................................. 57

Figura 11.7.Mapa de factor LS. ............................................................................ 57

Figura 11.8. Mapa de factor de cobertura vegetal (C). ......................................... 59

Figura 11.9. Mapa de erosión potencial de Quetame. .......................................... 60

Figura 11.10. Grafica de porcentajes de erosión en Quetame. ........................... 61

Figura 11.11. Mapa de erosión efectiva de Quetame. .......................................... 62

Figura 11.12. Graficas porcentajes de erosión efectiva de Quetame. .................. 62

Figura 12.1. Grafica de correlación de erosión potencial vs erosión real. ............. 63



Figura 12.2. Grafica de correlación de factor R vs erosión real. ........................... 64

Figura 12.3. Grafica de correlación de factor K vs erosión real. ........................... 64

Figura 12.4. Grafica de correlación de factor LS vs erosión real. ......................... 65

Figura 12.5. Grafica de correlación de factor C vs erosión real. ........................... 65


USTA Sede Villavicencio – Facultad de Ingeniería Civil 12

1 INTRODUCCIÓN Quetame es un municipio de Cundinamarca, ubicado en la cordillera oriental de los andes y por sus diversas condiciones es susceptible a fenómenos de remoción en masa, que pueden constituir una amenaza para la población de la zona. Lo que conlleva a la necesidad de mecanismos de prevención y mitigación de riesgos derivados de este tipo de fenómenos. La erosión es un factor relevante en la aparición de fenómenos de remoción en masa, por ende, el análisis de este factor es indispensable para determinar mecanismos dirigidos a la mitigación y prevención de este tipo de fenómenos. El presente proyecto tratará la evaluación de los procesos de erosión en el municipio de Quetame y partiendo de la eficiencia de la tecnología para el desarrollo de este tipo de proyectos, se planteará una metodología que involucre el uso de SIG y sensores remotos. Es importante mencionar que la ausencia de dicha información sobre fenómenos de remoción en masa en el municipio de Quetame presenta una limitante en la generación de proyectos concernientes a este tema, lo cual indica que hay una incertidumbre referente a este tipo de amenazas y por ende los mecanismos de prevención y mitigación posiblemente no generen la confiabilidad requerida. Teniendo en cuenta esto, el propósito del proyecto es contribuir al desarrollo de estudios dirigidos a la identificación de fenómenos de remoción en masa derivados de la erosión presente en dicha región y de manera adicional presentar un documento técnico que contribuya a la actualización de la información referente a la temática de los procesos de erosión expuestos en el esquema de ordenamiento territorial.



2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Los fenómenos de remoción en masa pueden generar eventos que constituyen una amenaza para las poblaciones que intervienen en la inmediación de la zona. Lo que conlleva a la ejecución de planes de mitigación o prevención apropiados para la intervención de cada evento, esto acarrea el requerimiento de estudios técnicos que sirvan de soporte en la generación de proyectos pertinentes para estas contingencias. Teniendo en cuenta lo expuesto anteriormente, para generar proyectos acordes a fenómenos de remoción en masa en el municipio de Quetame se requieren los estudios técnicos previos los cuales son escasos y se deben generar debido a su importancia. La falta de información y estudios técnicos genera un obstáculo en la obtención de proyectos dirigidos a la prevención y mitigación de estos riegos, debido que cada amenaza en particular presenta condiciones especiales dependiendo del sector en el cual se encuentre, a partir de esto se debe tener en cuenta los diversos componentes que pueden constituir un detonante en fenómenos de remoción en masa, uno de estos componentes está derivado de la erosión que se presenta en la región. De la misma manera la erosión está determinada por una serie de agentes físicos que la constituyen y pueden representar un detonante dependiendo de las condiciones del terreno. Por medio del presente proyecto se desea correlacionar mediante el uso de SIG y sensores remotos los procesos de erosión con los factores físicos que lo componen, para determinar los detonantes en este tipo de procesos presentes en el municipio de Quetame, con el fin de contribuir a mecanismos que permitan determinar herramientas de lucha contra la erosión en dicha región, considerando que este es uno de los agentes determinantes en los fenómenos de remoción en masa. Además de participar en la actualización eventual del ítem referente a procesos de erosión en el esquema de ordenamiento territorial del municipio. ¿Qué agente de erosión aumenta la tendencia de pérdida del suelo en las diversas zonas del municipio de Quetame – Cundinamarca?



3 JUSTIFICACIÓN Las regiones de montaña son zonas susceptibles a fenómenos de remoción en masa debido a los diversos factores que determinan este tipo de fenómenos. De allí y teniendo en cuenta que el municipio de Quetame se encuentra en una zona de montaña se debe realizar los estudios respectivos para la obtención de proyectos que permitan prevenir o mitigar un riesgo previsto eventualmente, teniendo en cuenta que esta región presenta ausencia y desactualización de información pertinente y derivada de la situación propuesta se hace necesaria la obtención de dicha información, de allí nace la importancia de este proyecto, sin embargo al profundizar en el tema la información requerida para el propósito expuesto es muy vasta, lo que conlleva a evaluar un factor intrínseco de los fenómenos de remoción en masa como lo es la erosión. La erosión es considerada uno de los más factores más determinantes en la presencia de fenómenos de remoción en masa, y su evaluación se da a partir del cálculo de factores propios del análisis pertinente en cada uno de ellos, considerando que actualmente la tecnología brinda herramientas eficientes para el desarrollo de este tipo de información, permite utilizar programas que procesen información digital a partir de imágenes otorgando SIG que expongan la evaluación de la erosión en un área establecida, en el presente caso sería del municipio de Quetame - Cundinamarca. El presente proyecto pretende contribuir parcialmente a mecanismos que permitan determinar herramientas de lucha contra la erosión en dicha región, además de participar eventualmente en la actualización de información referente a la erosión consignada en el esquema de ordenamiento territorial del municipio, teniendo en cuenta que este tipo de fenómenos es de comportamiento progresivo y sus condiciones puede cambiar de manera cronológica. .



4 OBJETIVOS 4.1 OBJETIVO GENERAL Diagnosticar la pérdida de suelo en el municipio de Quetame, Cundinamarca, a partir de la correlación del grado de erosión y los agentes que intervienen en este proceso. 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar el factor de la erosividad por la lluvia (R) para el municipio de Quetame mediante el método Wischemeier y Smith con modelos digitales.

Determinar el factor de la erodabilidad del suelo (K) para el municipio de Quetame con base en la ecuación de Paulet a partir de modelos digitales.

Determinar el índice topográfico para el municipio de Quetame por el método Wischemeier y Smith con modelos digitales.

Determinar el factor de cobertura vegetal (C) para el municipio de Quetame a partir de modelos digitales.

Identificar el grado de erosión en el municipio de Quetame – Cundinamarca mediante el uso del SIG.



5 ALCANCE Partiendo que el proyecto se realizará con base en análisis determinísticos, de una manera parcial utilizará información obtenida de instituciones estatales y pertinentes del área de estudio, como por ejemplo el IGAC, el IDEAM, y páginas oficiales del municipio, entre otras. Para cada fase del proyecto resultaran productos como:

Mapa de erosividad de la lluvia en el municipio de Quetame - Cundinamarca.

Mapa de erodabilidad del suelo para el municipio de Quetame- Cundinamarca.

Mapa de índice topográfico del municipio de Quetame - Cundinamarca.

Mapa de cobertura vegetal en el municipio de Quetame - Cundinamarca.

Modelo de procesos de erosión para el municipio de Quetame – Cundinamarca. El presente proyecto pretende producir modelos digitales que correlacionen los grados de erosión con los agentes que intervienen en el proceso y mediante una discusión de resultados plantear los agentes detonantes que determinan la perdida de suelo en el municipio de Quetame.



6 MARCO DE REFERENCIA 6.1 MARCO TEÓRICO En el presente capitulo se abordan conceptos relacionados con la erosión de suelos, las principales causas y tipos de degradación, el papel de los factores erosivos y las formas de erosión hídrica[1].

6.1.1 Suelo Se le considera al suelo como un ser natural estructurado, que se encuentra en constante cambio y que para su formación y evolución depende de factores bióticos como abióticos. Entre estos factores está el clima, organismos, el relieve y el tiempo; todos ellos actuando sobre el material parental, la roca madre[2]. De manera general se puede afirmar que el suelo es la capa terrestre donde el ser humano se localiza y realiza actividades[3], a partir de usos como Agrícola, Ganadero, Forestal, Recreativo, construcción, etc. a costa de esto recibe multitud de impactos como erosión, sobreexplotación, contaminación, compactación o simple eliminación[4], esto puede representar diversas formas de degradación del suelo e incluso se puede presentar una perdida permanente del mismo suelo[3].

Los procesos de erosion están definidos mediante procesos físicos y químicos; los procesos físicos se dan mediante el desplazamiento del suelo a partir de erosion hídrica o eólica. Por otro lado los procesos de erosion química se dan mediante el deterioro interno del suelo[5].

6.1.1.1 Erosión La erosión se da como el desprendimiento de partículas de suelo o roca, generada por la fuerza producida por el agua o el viento, cuyo material suelto es eventualmente transportado a un lugar de depósito[6], entendiéndose como el desplazamiento del material del suelo, que tiene como agente a la erosión hídrica y la eólica[7]. Va a depender, además de las características climáticas y de la naturaleza del suelo y del material litológico, de la topografía y de la vegetación[8].

6.1.1.1.1 Erosión hídrica: Es la erosión producida por la acción del agua, cuyo impacto con él el suelo ocasiona el desprendimiento de esté, cuyas partículas posteriormente se transportan por el escurrimiento en laderas y taludes[9].

Este fenómeno se realiza en dos formas fundamentales:

• Superficialmente hay una destrucción de la estructura primitiva del suelo, una dispersión de sus partículas constituyentes y un arrastre por las aguas de escorrentía.

• En profundidad, empapando el agua al suelo a lo largo de todo el perfil y creándose unas condiciones propicias para que se desplace todo su conjunto por la acción de la gravedad. Se produce por tanto, un movimiento en masa[10].



El factor creador de estos procesos es la lluvia, que actúa por su frecuencia y sobre todo por su intensidad. No obstante, hay otros factores importantes que la condicionan.

Naturaleza del suelo: su mayor o menor estabilidad estructural y su textura van a condicionar su permeabilidad.

Pendiente: la inclinación de la topografía aumenta la velocidad de las aguas de escorrentía y naturalmente aumenta también la erosión de los suelos.

Vegetación: ejerce una protección mecánica al interceptar las aguas de lluvia y favorece su infiltración, a la vez que suministra los componentes orgánicos que actúan de agentes cementantes en la estructura del suelo.

Hombre: ya se ha comentado la importancia que tiene la acción antrópica en la aceleración de los procesos erosivos.

Existen diferentes modos de modelado del paisaje, que se conocen en general, como formas de erosión hídrica[10]:

6.1.1.1.1.1 Formas de erosión hídrica

6.1.1.1.1.1.1 Erosión por salpicadura El primer paso en el proceso de erosión hídrica comienza cuando las gotas de lluvia impactan la superficie con una energía suficiente para desplazar partículas de material sin consolidar, dando lugar al proceso denominado erosión por salpicadura[11]. Este proceso deja las partículas finas en suspensión para que luego el agua superficial las arrastre y se inicien otras formas de erosión[7].

6.1.1.1.1.1.2 Arrastre de suelos en superficie Se puede producir en diferentes formas: Erosión laminar: Resulta del arranque y disgregación de las partículas del suelo por el impacto de las gotas de lluvia y su posterior circulación superficial[10], en el cual las corrientes superficiales de agua pueden producir el desprendimiento de las capas más superficiales de suelo en un sistema de erosión por capas que se profundizan[6].

Erosión por surcos: se da debido a la presencia de pequeñas irregularidades del terreno la cual en presencia de una escorrentía puede presentar cortes en el terreno formando así los surcos[11], produciéndose más o menos perpendiculares a las curvas de nivel del terreno. Este tipo de erosión suele seguir a la erosión laminar[10].

Erosión por cárcavas: Los surcos pueden profundizarse formando canales profundos, o la concentración en un sitio determinado de una corriente de agua importante puede generar canales largos y profundos llamados cárcavas[6].

Erosión en bancos aluviales: la erosión en bancos aluviales se produce a partir de los procesos erosivos que se generan en el lecho de los barrancos o cárcavas, haciéndolos más profundos, favoreciendo con esto que el material de las riberas se vuelva inestable y se comience a desprender material desde las zonas altas[11].



6.1.1.1.1.1.3 Remoción en masa Es un movimiento de una masa de suelo, causado por la infiltración del agua y la acción de la gravedad. Puede ser de movimiento o flujo lento como la solifluxión o de flujo rápido como los derrumbes[7].

Coladas de barro: La acción más sencilla que puede ejercer el agua en el interior del suelo es la saturación del horizonte superior cuando se producen lluvias muy abundantes. Si el suelo está desprovisto de vegetación es susceptible de transformarse en un auténtico fluido viscoso, de forma que si la topografía es inclinada esta masa circula lentamente en el sentido de la pendiente.[10]

Deslizamientos del terreno. El agua al infiltrarse en el suelo puede ejercer una acción más compleja. Cuando existe en profundidad una capa impermeable el agua que se infiltra se detiene. El agua actúa entonces como material lubrificante y la masa de materiales que se encuentra por encima puede entonces deslizarse sobre él, si desaparecen las fuerzas que la retienen sobre la pendiente, produciéndose un deslizamiento del terreno[10].

6.1.1.1.1.2 Modelos para procesos de erosión hídrica superficial Los modelos de los procesos erosivos son creados a partir dela obtención de algoritmos matemáticos que describen la disgregación, el transporte y la deposición de los materiales. En cuanto al tipo de modelos, García (2006) propone la siguiente clasificación[11].

6.1.1.1.1.2.1 Modelos Cualitativos Según Romero (2016) los métodos se referidos a estos modelos están definidos por adjetivaciones ordinales de los diferentes caracteres que se consideran en el proceso erosivo. Esta cartografía se destaca debido a que el método utilizado ayuda a diferenciar la unidades en función de los agentes erosivos como las precipitaciones, el suelo, la vegetación, el relieve, entre otros factores[12].

6.1.1.1.1.2.2 Modelos cuantitativos El desarrollo de este modelo está determinado mediante la valoración del proceso erosivo estimando valores de perdida de suelo y asociándolo a los diferentes rangos establecidos[12].

6.1.1.1.1.2.2.1 Evaluación directa Este tipo de métodos son utilizados en el sitio de estudio y se realizan mediante ensayos y mediciones, los cuales se refieren a técnicas de simulación que permiten definir los procesos erosivos en las zonas a intervenir[12].

6.1.1.1.1.2.2.2 Evaluación indirecta este modelo se desarrolla cuando es difícil o no se puede estimar la erosión de manera directa, cuya elección está dada por el autor. Para la estimación hídrica se han desarrollado algunos modelos entre los cuales se encuentran los siguientes[12]:

Modelos con base física: este tipo de modelos incorpora en su análisis de conservación de masa y energía, utilizando la ecuación de continuidad para representar un estado de la conservación de la materia y su transformación en el espacio y tiempo[11].



Modelos conceptuales: estos modelos se basan en los principios que los modelos con base física, pero permiten mayor adaptación a la realidad integrando modelos hidrológicos, modelos de erosión y modelos de transporte de sedimentos[11].

Modelos paramétricos: son modelos basados en la lógica inductiva y por lo general se aplican en aquellas condiciones en las que han sido calibrados. En este se usa la ecuación universal de perdida de suelo (USLE)[11].

6.1.1.1.2 Erosión eólica. La erosión eólica es uno de los procesos que contribuyen a la degradación del suelo, a la vez que es responsable, entre otros, de daños mecánicos en plantas y animales, acumulación de polvo en vías férreas, caminos y zonas urbanas[13]. Esta ha recibido mucha menos atención que la erosión hídrica, entre otros motivos, por ser un problema menos extendido[14].

6.1.1.2 Pérdida tolerable Del suelo La erosión tolerable se refiere a la proporción máxima de pérdida de suelo que pueda ocurrir[15], teniendo en cuenta génesis de suelo, una tasa de erosión tolerable sería aquella pérdida de suelo anual equivalente a la tasa de formación del mismo suelo[16]. Es complicado definir el nivel de tolerancia de erosión de suelo, ya que las velocidades de formación de suelo son tan lentas que no pueden determinarse con facilidad[7]. 6.2 ANTECEDENTES.

6.2.1 Degradación del suelo por erosión. La erosión es un fenómeno causado por la degradación del suelo, y está constituido por el desgaste y remodelación del paisaje terrestre ocasionado por factores naturales y humanos de la zona, estos procesos de erosión pueden ser controlados mediante la vegetación existente. Hay que tener en cuenta que la erosión se convierte en amenaza cuando la recuperación del suelo es menor al desgaste[17].

Las cantidades de erosionabilidad presentes en el municipio de Quetame dadas a partir del esquema de ordenamiento territorial están consignadas en la tabla 6.1 con los respectivos porcentajes de área del municipio.



Tabla 6.1 Erosionabilidad.

Erosionalidad Área (Ha) %

Ligera 8199,22 59,22

Moderada 1271,43 9,19

Muy Alta 4376,27 31,62

Fuente: EOT. Quetame, Cundinamarca.

6.2.1.1 Suelos ligeramente erosionables: Las zonas de baja amenaza corresponden a las áreas de Bosque Natural y Bosque natural Secundario poco utilizados en actividades extractivas y por ende no se presentan indicios actuales visibles de erosión. Esta superficie se distribuye en las veredas de Tibrote Alto y Bajo, Las Mercedes, Granadillo, Totumito, Corraleja, Naranjal, Hoya vargas, Guamal Alto, Estaqueca Alto y Bajo, y en menor proporción en las veredas Caimito, Trapichito, Hoya Baja y Guamal Bajo. El área donde domina este grado y tipo de amenaza ocupa una extensión de 8199.22 has. Que corresponden al 59.22 % del área municipal.[17].

6.2.1.2 Suelos moderadamente erosionables: Amenaza media por erosión. El área sometida a este tipo y grado de amenaza se localiza en especial en la microcuenca de la Quebrada Negra la cual pertenece a la cuenca del río Contador, en la parte baja de las veredas Tibrote Alto y Bajo, Guamal Alto, Gradadillo, Totumito, en gran parte de la vereda Ficalito y en algunos sectores de las veredas Corraleja, Caimito, Trapichito y Povitos. El área donde domina este grado y tipo de amenaza ocupa una extensión de 1271.43 has. Que corresponden al 9.19 % del área municipal.[17]

6.2.1.3 Suelos Muy Severamente Erosionables. Corresponden a sectores de ladera dedicados también a la actividad agropecuaria con alta productividad, pero con materiales susceptibles a la degradación, formas y disposición de los estratos y régimen climático entre otros que facilitan naturalmente el proceso erosivo. Dicho proceso se ve fortalecido por la siembra y el pastoreo de ganado.

Estas áreas se encuentran ubicadas en la totalidad de las veredas de Guacapate, Hoya Alta, Mesitas, Povitos y Centro, en gran parte de las veredas Hoya baja, Guamal Bajo, Trapichito, Corraleja, Caimito, Chilcal Bajo y Llanogrande , y en sectores de las veredas, Hoya Vargas, Guamal Alto, Estaqueca Alto y Bajo, Naranjal, Tibrote Bajo, Las Mercedes, Totumito, Granadillos y Ficalito.



El área donde domina este grado y tipo de amenaza ocupa una extensión de 4376.27 has. Que corresponden al 61.61 % del área municipal.[17]

6.2.2 Amenazas de erodabilidad. En este numeral se describen los riesgos del territorio por fenómenos de inestabilidad del terreno o pérdida de capacidad productiva del suelo. La degradación de suelos que incluye la pérdida de los horizontes superficiales de los mismos a causa del pisoteo del ganado, el arado mecánico y la intensificación del cultivo. Se determinaron cuatro zonas de Riesgo de erodabilidad, como se observa en el mapa correspondiente, las cuales se relacionan a continuación[17]:

Áreas de baja erodabilidad

Áreas de media erodabilidad.

Áreas severamente erodables.

Áreas muy severamente erodables.

Conforme se contempla en la tabla 6.1, se delimitaron las siguientes zonas homogéneas[17]:

Áreas ligeramente erodables:

Constituyen el 71.66% del área de trabajo, con 9850.99 ha. Se encuentran distribuidas en toda el área de estudio.[17]

Áreas moderadamente erodables:

Se distribuyen a lo largo de la zona de estudio, con 1427.44 ha (10.31% del territorio)[17].

Tabla 6.2 Erodabilidad

Erodabilidad Área (%)

Muy severa 1076,26 7,74

Severa 1492,58 10,79

Moderada 1427,44 10,31

Ligera 9850,99 72,66

Total 13847,22 100,00

Fuente: EOT. Quetame, Cundinamarca[18]

Áreas severamente erodables: Estos espacios suman 1492.58 ha que representan un 10.79% del total del área de estudio[17].



Áreas muy severamente erodables: Equivalen al 7.74% del área con 1076.26 ha[17].

6.3 MARCO CONCEPTUAL Erosión: La erosión se da como el desprendimiento de partículas de suelo o roca, generada por la fuerza producida por el agua o el viento, cuyo material suelto es eventualmente transportado a un lugar de depósito[6]. SIG: es un sistema que integra tecnología informática, personas e información geográfica, y cuya principal función es capturar, analizar, almacenar, editar y representar datos georreferenciados[19]. Suelo: Se le considera al suelo como un ser natural estructurado, que se encuentra en constante cambio y que para su formación y evolución depende de factores bióticos como abióticos[2]. Diagnostico: el diagnóstico trata de adquirir los conocimientos necesarios sobre un determinado sector, área o problema, que es el ámbito de trabajo en el que se ha de actuar y su objetivo es lograr una apreciación general de la situación-problema[20]. Erodabilidad: este factor representa la susceptibilidad que exhibe un suelo a la erosión como producto de algunas de sus características intrínsecas[21]. Erosividad: se define como el producto de dos características de la lluvia que explican el impacto que esta tiene en la generación del proceso erosivo[21].



6.4 ESTADO DEL ARTE El ministerio de medio ambiente con el ideam a partir del estudio nacional de la degradación de suelos por erosión en Colombia realizada en el 2015 evidencia la problemática de erosión en Colombia identificando algunos puntos críticos del país[22], Cundinamarca no es ajeno a este tipo de problemáticas con el agravante que los efectos de erosión pueden causar fenómenos de remoción en masa debido a que el departamento se encuentra localizado en zona de cordillera, una muestra de ello es el municipio de Quetame cuyo estudio acerca del tema está almacenado en el esquema de ordenamiento territorial del municipio, en el cual muestran los porcentajes de áreas con los diferentes niveles de erosión[18]. La problemática dada por la erosión se ha estudiado a partir del método usle como es el caso del plan de manejo de ordenación de la cuenca hidrográfica mayor de rio Saldaña realizada por cortolima, corpoica, sena y unitolima[23], incluso en la ciudad de Bogotá se ha realizado estudios de erosión utilizando sistemas de información geográfica para su respectivo calculo[24]. Para la ejecución del presente proyecto se tuvo en cuenta metodologías como las presentadas en el mapa de erosión potencial de mexico y el documento de la estimación hídrica mediante dos métodos de la ecuación universal de perdida de suelo en la cuenca del rio chapingo Texcoco [1] [25], entre otros, en los cuales se plantean los agentes que generan la erosión y su respectivo calculo. Cabe aclarar que, aunque se tenga información referente al tema de erosión, también se identifica la ausencia de información en el municipio sobre la temática, incluso la información presente en eot es del año 1999 es desactualizada.



6.5 MARCO NORMATIVO

Tabla 6.3 Marco normativo.

Títulos Entidad Numeral o

articulo Descripción

Estudio y control de la erosión hídrica 2001

Universidad nacional de Colombia

Estudio y control de la

erosión hídrica

Plantea los parámetros teóricos y conceptuales para el estudio y control de la erosión hídrica en colombina.

Convención de las naciones unidas de lucha contra la desertificación en los países afectados por sequía grave o desertificación, en particular en áfrica. 1996

Naciones unidas Art. 2,10,24

Establecen las medidas para identificar y luchar contra los procesos de desertificación en países afectados por sequias graves

RESOLUCION 0170 DE 2009

Ministerio de ambiente, vivienda

y desarrollo territorial

Art. 1,2,3

Se adoptan medidas de conservación de suelos y se identifica la degradación, la erosión y el revenimiento de suelos y tierras, como factores que deterioran el ambiente.

Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente 2014

Ministerio de medio ambiente y desarrollo sostenible

Artículo 21.

Por medio de información ambiental se analizara lo siguiente; Cartográfica, Hidrometerológica, hidrológica, hidrogeológica y climática, Edafológica, Geológica

Estudio nacional de la degradación de suelos por erosión en Colombia 2015

Gobierno colombiano.

Estudio nacional de

la degradación de suelos por

erosión en Colombia

2015

Presenta la síntesis del Estudio nacional de la degradación de suelos por erosión en Colombia

Protocolo para la identificación y evaluación de la degradación de suelos por erosión. 2010

Gobierno colombiano

Protocolo para la

identificación y evaluación

de la degradación de suelos por

erosión

Contiene el conjunto de acciones, procedimientos, métodos y técnicas que permiten identificar y evaluar la degradación de suelos por erosión

Fuente: Propia, 2019



6.6 MARCO GEOGRÁFICO. Cundinamarca es un departamento ubicado en el centro de Colombia, que consta de una superficie de 22.623 km2 y está conformado por 15 provincias y 126 municipios, en los cuales se encuentra Quetame que corresponde a la provincia de oriente y se localiza al sur oriente del departamento como se puede apreciar en la ilustración 6.4, este municipio está limitado al norte con el municipio de Fómeque; al oriente con los municipios de El Calvario y Guayabetal el Sur con Fosca; mientras que por el Occidente lo hace con Cáqueza.

Quetame es un municipio de Cundinamarca, con una superficie total de 138,47 km2 distribuido en 26 veredas las cuales son: Caimito, Chilcal Alto, Chilcal Bajo, Corraleja, Estaquecà Alto, Estaquecà Bajo, Ficalito, Granadillo, Guacapate, Guamal Alto, Guamal Bajo, Hoya Alta, Hoya Baja, Hoya Vargas, Las Mercedes, Llano Grande, Mesitas, Naranjal, Povitos, Puente Quetame, Quetame Centro, Tibrote Alto, Tibrote Bajo, Totumito, Trapichito y Yerbabuena. Entre estos se encuentra Quetame centro que está definido como la cabecera municipal y Puente Quetame el cual es declarado como inspección de policía del municipio de Quetame como lo estipula el esquema de ordenamiento territorial de 1999. La ubicación de estas veredas en el municipio se puede apreciar ilustración 2.

Figura 6.1 Ubicación geográfica de Quetame. Fuente: alcaldía municipal de Quetame (2018)

http://www.quetame-cundinamarca.gov.co/territorios.shtml?apc=bbVereda-1-&x=2775407































Fuente: Gobernación de Cundinamarca (2018)

Figura 6.2 División política de Quetame.



8 METODOLOGÍA 8.1 DESCRIPCIÓN DE ETAPAS Y TAREAS

Figura 8.1. Descripción de etapas y tareas.


Metodología

• .Precipitaciones.

• Tipo de suelo.

• Topografia.

• Cobertura vegetal.

Etapa 1: Recolección y Procesamiento de datos.

• Determinar el factor de la erosividad por la lluvia (R).

• Determinar el factor de la erodabilidad del suelo (K).

• Determinar el factor topográfico (LS).

• Determinar el factor de cobertura vegetal (c).

• Identificar el grado de erosión

Etapa 2: Resultados

• Analisis de resultados.

Etapa 3: analisis de resultados.



8.2 POBLACIÓN, MUESTRAS, VARIABLES E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

8.2.1 Diseño. El diseño metodológico para el desarrollo del proyecto será no experimental de tipo descriptivo y de enfoque mixto, esto considerando que no se va a modificar o interactuar para el desarrollo de nuevas variables, si no por el contrario se van a definir variables de tipo geomorfológicas, geológicas, hidrológicas, etc., de la zona en estudio, para describir sus condiciones históricas, actuales y posibles en un periodo de tiempo determinado, lo que conlleva a un enfoque cuantitativo y cualitativo. Esto mediante la creación de modelos pertinentes de cada agente que interviene en el proceso, generados a partir de SIG procesados mediante Argis como software utilizado en el desarrollo del proyecto.

8.2.2 Selección de la muestra. Para el desarrollo del proyecto se requiere como muestra de investigación la información hidrología, morfometría, geomorfología, topografía, cobertura vegetal y uso de suelo, del municipio de Quetame - Cundinamarca. Se debe considerar para cada una de las fases del proyecto un sistema de recolección de datos pertinente, como lo es adquisición de material cartográfico para cada estudio, además de la obtención de datos propios del sector con un enfoque hidrología, morfometría, morfología, topografía, cobertura vegetal y uso de suelo. Lo que conlleva a definir los mecanismos de extracción de datos en cada etapa del proyecto que lo requiera.



8.3 DEFINIR VARIABLES.

8.3.1 Calculo de erosión. Se procesará la información recolectada en la primera etapa del proyecto, a partir de la ecuación universal del cálculo de erosión. Obteniendo los diferentes modelos digitales que representan los factores propios de esta metodología.

La erosión tiene una dinámica presentada a partir de la erosividad y la erodibilidad, los cuales están condicionados de la siguiente manera: la erosividad se encuentra condicionada por los factores externos, y la erodabilidad está condicionada por factores internos [26].

los SIG estan constituidos como una herramienta importante para la recoleccion, actualizacion, analisis y posterios visualizacion de informacion dedicada a los estudios relacionados con riesgos naturales[27], para determinar el proceso de erosión mediante el uso de esta herramienta se utiliza el modelo de USLE/EUPS a partir de la siguiente ecuacion:

A=R.K.L.S.C.P (1)

Donde:

A: es la pérdida de suelo por unidad de superficie.

R: es el factor erosividad de la lluvia.

K: Es el factor erodabilidad del suelo.

L: Es el factor longitud de la pendiente.

S: Es el factor inclinación de la pendiente.

C: Es el factor uso y manejo.

P: Es el factor práctica mecánica de apoyo.[28].

Tabla 8.1. Clasificación de la erosión potencial corpoica.

Fuente: Cortolima, 2019[29]

Clasificación de la erosión Rango de la erosión (ton/ha.año)

Ligera <100

Moderada 100-500

Fuerte 500-1500 Severa >1500



Tabla 8.2 Clasificación de la erosión efectiva corpoica.

Fuente: Cortolima, 2019[29]

8.3.1.1 Factor de erosividad (R) La erosividad es la capacidad potencial que tienen las precitaciones para ocacionar el fenomeno de la erosión. Existen muchas formas de determinarla[30], entre la cuales se encuentra el indice EI30 , que representa el producto de la energía cinética de una precipitación por la intensidad máxima durante 30 minutos[31]. Este factor se puede calcular de la siguiente manera:

𝑒 = 0,119 + 0,0873 ∗ 𝑙𝑜𝑔I (2)

Donde I es la intensidad de la lluvia medida para el respectivo intervalo y entrega la energía de cada milímetro de agua caída en él.

𝑖 = 𝑒𝑖 ∗ 𝑝𝑝𝑖 (3)

En donde Ei es la energía total del intervalo “i” del evento de precipitación considerado, e corresponde a la energía por milímetro calculada anteriormente y ppi es el total de milímetros de lluvia caídos en el intervalo considerado.

𝑅 = ∑(𝐸𝐼30)

𝑛

1

(4)

Donde I30 es la intensidad en 30 minutos y R es el factor de erosividad expresado en MJ.mm/(ha.hora)[32].

Clasificación de la erosión Rango de la erosión (ton/ha.año)

Ligera <20

Moderada 20-100

Fuerte 100-300 Severa >300



Tabla 8.3. Calificación de la erosividad anual de las lluvias.

Fuente: Salazar, 2019[33].

8.3.1.2 Factor de erodabilidad del suelo (K). El factor de erodabilidad del suelo es una medida de la susceptibilidad del mismo a ser disgregado, desintegrado o desmoronado, en sus componentes granulares y transportados por el agua o por el viento[34].

Para Williams (1995) el valor del Factor 𝐾 de acuerdo con la clasificación del tipo de suelo y de su textura superficial (gruesa, media o fina) se calcula siguiendo las siguientes ecuaciones[35]:

K(USLE) = fcsand ∗ fcl − si ∗ forgc ∗ fhisand (5)

Donde:

𝑓𝑐𝑠𝑎𝑛𝑑 = (0.2 + 0.3 ∗ exp(−0.256 ∗ 𝑚𝑠 ∗ (1 − (𝑚𝑠𝑙𝑖𝑡

100))))

(6)

𝑓𝑐𝑙 − 𝑠𝑖 = (𝑚𝑠𝑙𝑖𝑡

𝑚𝑐 + 𝑚𝑠𝑙𝑖𝑡)0.3

(7)

𝑓𝑜𝑟𝑔𝑐 = 1 − (0.25 ∗ 𝑜𝑟𝑔𝑐

𝑜𝑟𝑔𝑐 + exp(3.72 − 2.95 ∗ 𝑜𝑟𝑔𝑐))

(8)

𝑓ℎ𝑖𝑠𝑎𝑛𝑑 = (0.7 ∗ (1 − (

𝑚𝑠100))

(1 − (𝑚𝑠100)

) + exp(−5.51 + 22.9 ∗ (1 − (𝑚𝑠100)))

)

(9)

Clase Erosividad R (MJ.mm/ha.hora) Supuesto

1 2

<1000 1000-2500

Natural Muy baja

3 2500-5000 Baja 4 5000-7500 Moderada

5 7500-10000 Alta

6 10000-15000 Muy Alta

7 15000-20000 Severa 8 >20000 Extremadamente severa



Los términos 𝑚𝑠, 𝑚𝑠𝑖𝑙𝑡, 𝑚𝑐 y 𝑜𝑟𝑔𝐶 son el porcentaje de arenas, limos, arcillas y carbono orgánico respectivamente, los cuales dependen del tipo de suelo [35].

8.3.1.3 Factor topografico (LS).

El factor topográfico es identificado con las siglas LS, las cuales representan a L como la longitud de la pendiente y S como el grado de inclinación, estas caracterizan el tipo de relieve en que tendrán lugar los procesos de pérdida de suelo[36].

β = relación (erosión en surcos)

θ = inclinación de la pendiente

𝛽 =(𝑠𝑖𝑛𝜃0.0896)

3.0(𝑠𝑖𝑛𝜃)0.8 + 0.56

(10)

𝑚 =𝛽

(𝛽 + 1)

(11)

D = es el tamaño del pixel.

A [m]= es el área aportadora unitaria a la entrada de un pixel (celda)[37].

𝐿 =(𝐴 + 𝐷2)𝑚+1 − 𝐴𝑚+1

𝑋𝑚 ∗ 𝐷𝑚+2 ∗ (22.13)𝑚

(12)

𝑆 = (10.8𝑠𝑖𝑛𝛽 + 0.03𝑡𝑎𝑛𝛽 < 0.0916.8𝑠𝑖𝑛𝛽 − 0.5𝑡𝑎𝑛𝛽 ≥ 0,09

)

(13)

Tabla 8.4 clasificación de rangos de LS. Valor de LS Calificacion



<2 Baja

2-20 Medio

>20 Alta

Fuente: García, 2011[38]

La anterior tabla representa valores guías para la clasificación de rangos del factor LS, sin embargo, este rango de valores no está estandarizado por lo cual solo sirve para tener en cuenta los valores bajos, medios y altos de los valores a analizar.

8.3.1.4 Factor de cobertura vegetal (c). Este factor indica el efecto de la cubierta vegetal en la pérdida de suelo. Se expresa como la relación entre la pérdida de suelo de un área o parcela con una vegetación dada y sistemas de manejo específicos[23].

En general, para determinar el factor C existen tabulaciones y no ecuaciones[39], y en el presente documento están representados a partir de la siguiente lista.

A las áreas con bosques naturales abiertos se les asignó un factor C de 0,010[16].

(Anuales o transitorios) Cultivos anuales y herbáceos 0.25[35].

(Pastos) pastizal 0.08[1].

(Cultivos semipermanentes y permanentes) Cultivos perennes 0,079[40]

(Áreas agrícolas heterogéneas) se les asignó un factor C de 0,102. Este valor resulta del promedio del factor C para las principales rotaciones de cultivos bajo siembra directa[16].

(Arbustales) promedio de Matorral con buena cobertura 0.08 y Matorral ralo y eriales 0.20[40].

(Herbazales) sabana o pradera herbácea en buenas condiciones 0.01[1].



9 ASPECTOS FISICOS 9.1 GEOLOGIA

9.1.1 Suelos En general la Formación Lutitas de Macanal consiste principalmente de lutitas negras carbonosas con intercalaciones de areniscas de pocos metros de espesor, principalmente hacia la parte media de la unidad y niveles ricos en restos de plantas amonitas y bivalvos (Ulloa et al, 1988). involucra el basamento (Grupo Quetame - Filitas y Cuarcitas de Guayabetal) con la Formación Lutitas de Macanal, corresponde a una falla inversa de alto ángulo, la cual está relacionada con el sistema de fallas observado en el área de Quetame[41]. En Quetame se encuentra un conglomerado poco calibrado, Litológicamente heterogéneo, cuyos elementos son guijarros subangulares hasta redondeados de cuarcita verdusca o blanca, y de esquistos cloriticos verdes, y filitas; Ia matriz es de arenisca. EI espesor de Ia secuencia, de unos 50[42]. Estas unidades litológicas normalmente presentan metamorfismo de muy bajo grado, aunque a veces no existe metamorfismo y en cambio se corresponden con areniscas de grano muy fino, y limolitas, las cuales se han evidenciado cerca de la cabecera del municipio de Guayabetal y en el Departamento de Cundinamarca[43]. Falla inversa: Este tipo de fallas se genera por compresión horizontal. Cuando las fallas inversas presentan un buzamiento (inclinación) inferior a 45º, éstas también toman el nombre de cabalgamiento[44].

Figura 9.1 Geología de Quetame

Fuente: Propia, 2019 La más antigua cámbrico-silúrico (Paleozoico inferior) correspondiente al macizo de Quetame que está en su mayoría cubierto por sedimentos mesozoicos, cenozoicos



y cuaternarios, sin embargo, la fuerte dinámica morfogenética ha permitido el afloramiento de rocas antiguas correspondientes al macizo, de tipo metamórfico y que conforman la formación puente de la Balsa (Pizarra gris oscura) y la formación Guayabetal (filitas y cuarcitas)[18]. e INGEOMINAS a raíz de los temblores ocurridos en agosto de 1.986 realizó una exploración geológica y verificación de riesgos en el municipio de Quetame, concluyó que tectónicamente el área de Quetame a Puente Quetame es un área estable; no existen evidencias de tectonismo o presencia de fallas activas en esta área, y además afirmó que más que una falla en donde se sitúa la población se presenta fractura fosilizada en parte por depósitos cuaternarios[18]. En mapa geológico definido en el presente documento se encuentra de manera gráfica más detallada en el anexo A.

9.1.1.1 Cuarcitas y Filitas de Guayabetal Esta unidad perteneciente al Complejo Quetame, aflora al oriente y sur del municipio, y se encuentra en contacto fallado por medio de la falla Quetame con la Formación Lutitas de Macanal. Consta de paquetes fuertemente plegados de Filitas con alternancia de Cuarcitas. La Filitas de color grís a verde claro, se encuentran fuertemente diaclasadas y meteorizadas. Las cuarcitas se presentan interestratificadas con la filitas y también en algunos sectores están fuertemente fracturadas. En un contexto regional, esta unidad ha sufrido al menos dos episodios de deformación con dos tipos de foliación S1 y S2. Estas foliaciones, las cuales son muy evidentes en las filitas, tienen al parecer dos historias en su origen. La primera obedece a su fase inicial de metamorfismo de muy bajo grado, lo cual posiblemente ocurrió a fines del Proterozoico y principios del Paleozoico. La segunda fase de deformativa, es probable que ocurriera a fines del Paleozoico, presentado para algunos casos un incremento del grado de metamorfismo a bajo, dando lugar a la conversión de las filitas a esquistos. Finalmente, durante la exhumación final, durante el Neógeno, de estas rocas sufrieron descompresión y fracturamiento. La edad de esta unidad es Criogenico (≈600 m.a.) y representa en su origen sedimentos de plataforma continental que varía de frente de playa a fondo marino[45].



Figura 9.2. Panorámica de la falla Las Mercedes observada al sur de Quetame

desde la parte alta de la vereda Quetamito. Fuente: IGEOMINAS, 2011

9.1.1.2 Formación Lutitas de Macanal Aflora al occidente la falla Quetáme, correspondiendo al occidente y norte del área municipal. Sus mejores afloramientos (Figuras 9.3, 9.4, 9.5, 9.6 y 9.7), se observan en el cauce del rio Negro, en la vía Villavicencio - Bogotá en el sector del corregimiento de Puente Quetame, y en la vía que de Puente Quetame conduce al casco urbano del municipio. En el municipio se observan alternancia de capas de areniscas y limolitas fuertemente plegadas, con sectores de oxidación. La edad de la Unidad es Valanginiano, época que corresponde al Cretáceo Inferior.



Figura 9.3 Pliegue en capas de areniscas de la Formación Lutitas de Macanal, en

la vía que del corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. Fuente: Germán Chicangana.



Figura 9.4 Capa de arenisca de grano fino intercalada entre capa de limonitas con

alto contenido orgánico (carbonoso) altamente meteorizado de la Formación Lutitas de Macanal, en la vía que del corregimiento de Puente Quetame conduce a

Quetame. Fuente: Germán Chicangana.

Figura 9.5 Afloramiento de la Formación Lutitas de Macanal, en la vía que del

corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. Fuente: Germán Chicangana.



Figura 9.6 Afloramiento de la Formación Lutitas de Macanal, en donde se observa

un sector de oxidación en capas de limolitas con contenido orgánico. Esta oxidación se debe al paso de agua. Foto tomada en la vía que del corregimiento

de Puente Quetame conduce a Quetame. Fuente: Germán Chicangana.



Figura 9.7 Afloramiento de la Formación Lutitas de Macanal, en la vía que del

corregimiento de Puente Quetame conduce a Quetame. Fuente: Germán Chicangana.

9.1.1.3 Falla Quetame Es una falla inversa con rumbo N25°E, en la cual el bloque superior está constituido por rocas de la Unidad Cuarcitas y Filitas de Guayabetal, y el bloque inferior por la Formación Lutitas de Macanal. Esta falla es de carácter regional ya que sirve de límite occidental entre el bloque que define el Complejo de Quetame en este sector de la cordillera Oriental. Tiene como característica que en su trazo se presentan de manera esporádica afloramientos de lavas riodaciticas cuya edad es Plio – Cuaternaria y en algunos lugares se presentan pequeñas fuentes hidrotermales[46]. Debido a esta característica, se estima que esta falla es de alto ángulo y de carácter cortical. Es posible que esta falla sea activa, aunque en campo no se encontraron evidencias cinemáticas que pusieran en evidencia esto (Figuras 9.8, 9.9 y 9.10).



Figura 9.8 Con la línea amarilla y las flechas se muestra el contrafuerte que demarca la Falla Quetame observada desde la plaza principal de Quetame en dirección hacia

el norte. Fuente: Germán Chicangana.

Figura 9.9 Contacto fallado entre la Formación Lutitas de Macanal a la izquierda y la Unidad Filitas y Cuarcitas de Guayabetal. Carretera que del corregimiento de Puente

Quetame conduce a Quetame. Fuente: Germán Chicangana.



Figura 9.10. Panorámica hacia el NW de la falla regional de Quetame.

Fuente: INGEOMINAS (2011).

9.1.2 Pendiente topográfica El municipio posee desde una topografía quebrada a muy quebrada. Dentro de los principales accidentes geográficos ubicados en la cordillera Oriental, se destacan los páramos El Atravesado y Las Burras; las lomas Granadillo, La Carjada, Jabonera, La Pava, Las Mercedes y Santuario; el Cerro Algodonal y las Cuchillas Guamal y Portachuelo. Lo bañan los ríos Contador, Negro y Sáname[18].

9.1.3 Clima En términos generales y según Montoya 1.997, el clima del área en general es superhúmedo y el régimen de precipitaciones es monomodal con excedentes hídricos todo el año y un período de altas precipitaciones hacia junio, Julio y agosto. En estos meses se puede constatar una alta frecuencia de deslizamientos que afectan en general a toda la cuenca del río negro incluyendo la cuenca del río Contador, cuyo cauce aumenta considerablemente provocando socavamiento y volcamiento en sus márgenes[18]. Es así como, en términos generales, la precipitación en el municipio, aumenta por el costado occidental de Oeste a Norte y por el costado oriental de Centro a Noreste y Este respectivamente.



10 ETAPA1: RECOLECCIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS.

10.1 PRECIPITACIONES. Mediante la recolección de datos provenientes del IDEAM se obtuvieron promedios de los valores máximos mensuales de precipitación en 24 horas, los cuales se utilizarán en el cálculo de la erosividad presentada por lluvias en el municipio, cabe mencionar que los datos adquiridos no son de estaciones pertenecientes a Quetame pero si corresponden a sectores aledaños alrededor de este, debido a que las estaciones propias no contienen la información necesaria para el cálculo de esté factor. Los valores medios máximos mensuales de precipitación están en la tabla 10.1, y el cálculo y los datos completos de precipitación están contenidos en el anexo B

Tabla 10.1 Valores máximos mensuales de precipitación (mm) en 24 horas

ENE

FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

12.9 19 30 39.5 49.7 51.5 53.5 46.9 42.4 31.8 24.6 21.5

27 46.3 55.3 69.7 70 109.7 128.7 71.8 69.8 81.8 37.7 37.3

33.5 51.6 58.9 90.6 95.6 100.5 96.9 97.7 92.2 80.7 74.8 52.9

14.9 33.4 42.8 53.2 52.7 45.6 42.3 47.2 43.6 42.6 47.4 25.9

.2 9.9 15.5 24.1 26.9 21.2 20.3 18.3 17.6 19.8 20.6 10.4

10.6 17.7 22.8 27.8 34.1 29.7 27.6 26.8 23.6 23.9 23.3 15.8

17.9 28.6 38.9 57.1 66.2 63.6 70.1 58.7 48.7 43 37.1 25.9


En la tabla 10.1 se muestran los valores promedios de todos los años que las diferentes estaciones tomaron los datos y estos corresponden a las estaciones de monterredondo, guayabetal, susumuco, alto del tigre, las casas, gutierrez y el calvario,y su orden esta dado de arriba hacia abajo respectiva mente. Además de esto se obtuvo los valores medios multianuales de cada estación los cuales están representados en la tabla 9.2.

Tabla 10.2 Precipitación multianual de las estaciones.

ID Código de la estación Precipitación media

multianual

1 35020010 MONTERREDONDO 423.3

2 35020100 GUAYABETAL 805.1

3 35020020 SUSUMUCO 925.9

4 35035090 ALTO DEL TIGRE 491.6




10.2 TIPO DE SUELO. Los tipos de suelo fueron obtenidos de la página oficial de la FAO mediante un archivo de los suelos del mundo los cuales fueron filtrados para solo obtener la información requerida para el estudio del municipio y esto fueron consignado en la tabla 10.3.

Tabla 10.3 Tipos de suelos de Quetame según la FAO.

Faosoil

Domsoi

Country

Soil_unit

Sand_topso

Silt_topso

Clay_topso

Oc_topsoil

Area

I-bd-bh-c

I Colom

bia I 58.9 16.2 24.9 0.97

77221764.6

Bd9-3c

Bd Colom

bia Bd 32.7 30.3 37.1 3.28

60848399.3


Estos valores se utilizarán para determinar el factor k teniendo en cuenta el tipo de suelo y la composición de este de acuerdo al porcentaje de arenas, limos, arcillas y material orgánico, el cual se determina mediante formula.

Tabla 10.4 Vegetación y litología de Quetame según la FAO

Símbolo Vegetación Litología

I-Bd-Bh-c Bosque de alta montaña,

páramo, tundra alpina

Rocas elásticas y volcánicas jurásicas y cretáceas; rocas

metamórficas precámbricas y paleozoicas.

Bd9-3c Bosque montano perenne

Gneisses, esquistos. y filitas precámbricas; areniscas,

esquistos, cretáceos y terciarios

Fuente: La FAO, 2019

5 35030080LAS CASAS 211.8

6 35020300GUTIERREZ 283.7

7 35030010ELCALVARIO 555.8



De acuerdo a la clasificación de suelos dada por la FAO para el municipio de Quetame a partir de la simbología, se tendrían suelos en el orden de los litosoles y cambiasoles cuyos símbolos son I y Bd respectivamente, estos suelos cuentan con las siguientes características: Litosoles: según la FAO los Litosoles son suelo que se utilizan en muy pocas ocasiones para la agricultura. Su topografía predominantemente escarpada y fuertemente socavada, combinada con la acostumbrada pedregosidad y rocosidad, les hace inadecuados para el cultivo. Sin embargo, se pueden realizar cultivos forestales, de acuerdo a esto se puede afirmar que el mal uso de la tierra podría tener resultados desastrosos para el equilibrio ambiental. ya que puede conducir a una fuerte erosión del suelo y hacer virtualmente imposible la repoblación forestal.[47]. Cambiasoles Dístricos: al igual que los litosoles este tipo de suelos muy rara vez se utilizan para uso agrícola y se encuentran ubicados en las zonas montañosas con clima húmedo en la región oriental de Colombia[47]. En la figura 10.1 se expone la distribución de los dos tipos de suelos que según la FAO están presentes en el municipio de Quetame, cuyas características fueron mencionadas anteriormente.



Figura 10.1 Mapa de tipos de suelos en Quetame según la FAO.

Fuente: La FAO, 2019 10.3 TOPOGRAFÍA. La topografía del terreno fue definida mediante un modelo digital de elevación obtenido a través de la página del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y la información obtenida en el presente apartado contiene; curvas de nivel y el modelo digital de elevación. Esta información se utilizará en el cálculo del factor topográfico a partir de su procesamiento de ecuaciones ejecutadas en Arcgis, además de esto servirán para el cálculo de los diferentes factores propios de la erosión. La representación gráfica del modelo digital de elevación se presenta en las figuras 10.2 y 10.3.



Figura 10.2 DEM del municipio de Quetame.


Figura 10.3 TIN del municipio de Quetame.




10.4 COBERTURA VEGETAL. La cobertura vegetal esta expresada mediante tabulación al obtener los datos del shapefile que contiene la cobertura vegetal de Cundinamarca, en esta información se puede apreciar la composición de la cobertura vegetal que corresponde al municipio de Quetame, cuya información referente al tema está contenida en la tabla 10.5 y su representación gráfica está expuesta en la figura 10.4.

Tabla 10.5 Características de la cobertura vegetal de Quetame.

FID Cobertura COB Descripción

0 Cultivos anuales

o transitorios 21

Áreas ocupadas con cultivos cuyo ciclo vegetativo dura un año o menos, llegando incluso a ser de unos pocos meses. Se caracterizan fundamentalmente porque, después de la

cosecha, es necesario volver a sembrar o plantar para seguir produciendo.

1 Pastos 23

Coberturas de especies herbáceas que han sido plantadas, generalmente utilizadas para actividades ganaderas. Pueden ser pastos limpios, arbolados, enmalezados o enrastrojados.

2 Arbustales 33

En este tipo de vegetación los elementos leñosos predominantes corresponden a arbustos. Incluye arbustales

de páramo, de sabana o xerofíticos.

3 Hebazales 34

Vegetación dominada por hierbas y gramíneas. Los herbazales pueden presentar árboles y arbustos. En esta

clase se encuentran herbazales de páramos, de sabanas y xerofíticos.

4 Cultivos

semipermanentes y permanentes

22

Tierras dedicadas a cultivos cuyo ciclo vegetativo es superior a un año y donde se producen varias cosechas sin necesidad

de volver a plantar (Melo y Camacho, 2005). Se presentan cultivos permanentes como caña de azúcar, caña panelera,

plátano y ban

5 Áreas agrícolas heterogéneas

24

Áreas que presentan mezcla de diferentes tipos de cultivos, a manera de mosaicos de cultivos anuales y permanentes; pastos y cultivos; cultivos, pastos y espacios naturales.


24


7 Bosques naturales

31

Comunidades vegetales dominadas por árboles de altura promedio superior a 5 m y con densidad de copas superior al 70% con una extensión superior a las 50 ha. Incluye bosques

densos, fragmentados, de galería o riparios, y manglares.


24




9 Bosques naturales

31

Comunidades vegetales dominadas por árboles de altura promedio superior a 5 m y con densidad de copas superior al 70% con una extensión superior a las 50 ha. Incluye bosques

densos, fragmentados, de galería o riparios, y manglares.

Fuente: IGAC, 2019

Figura 10.4 Cobertura vegetal del municipio de Quetame.




11 ETAPA 2: RESULTADOS. 11.1 DETERMINAR EL FACTOR DE LA EROSIVIDAD POR LA LLUVIA (R). Para determinar el factor de erosividad se procesaron los datos de precipitación dados por el ideam, los cuales dieron como resultado los valores registrados en la tabla 11.4 y se presentan de una manera más detallada en el anexo B. Siguiendo con la metodología planteada para el desarrollo del proyecto de debe hallar el factor de erosividad obteniendo la energía unitaria e inmediatamente después la energía efectiva, con el fin de realizar la sumatoria de la erosividad dada por cada mes y obtener la erosividad total, esto se muestra mediante lo contenido en las tablas 11.1,11.2 y 11.3.

Tabla 11.1 Energía unitaria e [MJ/(ha.h)]

Ene Feb Mar Abril May Jun Jul Agos Sept Oct Nov Dic

0.10 0.11 0.13 0.14 0.15 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.12 0.11

0.12 0.14 0.15 0.16 0.16 0.18 0.18 0.16 0.16 0.17 0.14 0.14

0.13 0.15 0.15 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.16 0.15

0.10 0.13 0.14 0.15 0.15 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.12

0.07 0.09 0.10 0.12 0.12 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.09

0.09 0.11 0.12 0.12 0.13 0.13 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.10

0.11 0.13 0.14 0.15 0.16 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.12


Tabla 11.2 Energía efectiva E [MJ.mm/(ha.h)]

Ene Feb Mar Abril May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dici

1.23 2.09 3.83 5.45 7.29 7.62 8.00 6.78 5.96 4.13 2.95 2.47

3.34 6.67 8.34 11.12 11.18 19.39 23.52 11.53 11.14 13.55 5.14 5.07

4.41 7.64 9.02 15.35 16.40 17.43 16.67 16.84 15.69 13.32 12.13 7.89

1.51 4.40 6.04 7.94 7.85 6.54 5.95 6.83 6.18 6.00 6.87 3.16

1.51 4.40 6.04 7.94 7.85 6.54 5.95 6.83 6.18 6.00 6.87 3.16

0.93 1.90 2.67 3.47 4.52 3.78 3.43 3.30 2.80 2.84 2.75 1.63

1.93 3.60 5.35 8.68 10.43 9.92 11.20 8.98 7.11 6.07 5.03 3.16


Tabla 11.3 Erosividad R mes [MJ.mm/(ha.h)]

Ene Feb Mar Abril May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic

4.6 11.6 67.0 188.4 362.4 409.0 463.5 317.8 210.8 103.9 51.5 24.3

30.0 141.5 326.5 645.8 782.5 2126.6 3153.5 828.2 712.7 877.2 121.0 94.5



39.7 84.1 153.3 353.1 442.7 470.5 466.7 437.7 376.5 306.4 266.9 134.1

18.1 74.7 132.8 222.4 227.6 189.7 172.5 191.3 154.5 150.0 144.2 63.2

0.5 2.1 10.3 43.3 67.0 40.7 38.7 27.3 18.0 21.9 22.0 2.4

3.7 16.8 38.1 84.3 147.6 112.2 98.7 88.5 49.5 51.0 45.4 12.9

10.1 42.9 138.6 454.2 690.5 657.5 850.4 549.2 302.8 217.6 132.2 37.5


Tabla 11.4 Factor R ID ESTACIONES LATITUD LONGITUD P_mm factor R

1 35020010MONTERREDONDO 4.352056 -73.711583 423.3 2214.8187

2 35020100GUAYABETAL 4.253917 -74.002694 805.1 9840.02238

3 35020020SUSUMUCO 4.441167 -73.936389 925.9 3531.73354

4 35035090ALTO DEL TIGRE 4.284861 -73.748333 491.6 1740.92043

5 35030080LAS CASAS 4.196167 -73.771917 211.8 294.192574

6 35020300GUTIERREZ 4.2 -73.816667 283.7 748.629619

7 35030010ELCALVARIO 4.254444 -73.823333 555.8 4083.48877


Teniendo los resultados del cálculo de erosividad, se procesan estos en Arcgis para la obtención del modelo de este factor, en el cual el mapa de erosividad es una interpolación realizada de manera gráfica, entre los diferentes resultados del cálculo de erosividad para cada una de las estaciones utilizadas. sin embargo, por motivos de ausencia de información hidrológica se omitió el uso de estaciones propias del municipio y solo se utilizaron estaciones aledañas a este. El resultado final de este factor se puede visualizar en la figura 11.1 y en el anexo C se puede encontrar el mapa de manera detallada.



Figura 11.1. Mapa de factor de erosividad (R).


En el modelo del factor de erosividad se puede observar que las precipitaciones tienen mayor impacto en las zonas bajas del municipio, ya que el factor muestra altos niveles, sin embargo, aunque las precipitaciones sean altas el factor de erosividad en la mayoría del municipio son moderadas, cabe resaltar que este rango está definido por el documento de Erosividad de la lluvia en la región cafetera de Risaralda, Colombia.



11.2 DETERMINAR EL FACTOR DE LA ERODABILIDAD DEL SUELO (K). Para determinar el factor K se obtuvo el mapa de suelos realizado por la FAO en el cual se da los tipos de suelos ya mencionados en la recolección de datos y de allí se toman los porcentajes de arena, limo, arcilla y contenido orgánico pertenecientes al material, con estos valores se hallan las variables determinadas por la arena, el limo-arcilla y el contenido orgánico. Al multiplicar estos parámetros su producto da como resultado el factor k inicial cuyo valor debe ser multipicado por la constante de 0.1317 para obtener el factor K final.

Tabla 11.5. Factor K.

sand%_ topsoil

silt%_ topsoil

clay%_ topsoil

OC % topsoil

fcsand fcl−si forgc Fhi

sand k

inicial Factor

K

58.9 16.2 24.9 0.97 0.200 0.756 0.927 0.99 0.139 0.018

32.7 30.3 37.1 3.28 0.201 0.787 0.750 1.00 0.119 0.016


Después del cálculo de las variables mostrado en la tabla 11.5 se asignó los valores del factor k al tipo de suelo correspondiente, cuyo resultado se representa en la figura 11.2 y de manera más detallada en el anexo D.

Figura 11.2. Mapa de erodabilidad (k).




11.3 DETERMINAR EL FACTOR TOPOGRÁFICO (LS). Para el presente factor se utilizaron las formulas mencionadas en el cálculo del factor topográfico contenido en la etapa del proyecto correspondiente a definir las variables. para el cálculo de este factor se debe tener en cuenta que los resultados obtenidos para cada variable se dan de manera gráfica, mediante un mapa que representa los valores, es decir no se requiere algún tipo de cálculo con variables numéricas que se puedan calcular en Excel o interpretar para atribuir un valor, simplemente su cálculo se realiza en Arcgis insertando las ecuaciones, procesando el modelo digital de elevación.

Figura 11.3. Mapa de variable beta.




Figura 11.4. Mapa de variable m.


Figura 11.5. Mapa de factor L.




Figura 11.6. Mapa de factor S.


El factor LS representa la topografía del terreno de estudio, en el cual se presenta de manera gráfica el resultado del procesamiento de las gráficas obtenidas anterior mente y en el cual se puede observar que las zonas con mayor pendiente y longitud de la pendiente son las cuencas hidrográficas y las zonas más montañosas del municipio, este contenido está representado en la figura 11.7 y en el anexo E.

Figura 11.7.Mapa de factor LS.




11.4 DETERMINAR EL FACTOR DE COBERTURA VEGETAL (C). El factor C no se puede hallar mediante un cálculo de variables, simplemente se define a partir de las características de la vegetación a las cuales se le asigna un valor que represente su contenido. Esto se representa en la tabla 11.6 en la cual los tipos de vegetación contenida tiene un valor de factor C correspondiente.

Tabla 11.6. Factor de cobertura vegetal (c). Fid Cobertura COB Factor_C Área

0 Cultivos anuales o transitorios 21 0.25 12526139.8

1 Pastos 23 0.08 18282213.7

2 Arbustales 33 0.14 312638.161

3 Herbazales 34 0.01 1299489.00

4 Cultivos semipermanentes y permanentes 22 0.079 30771505.7

5 Áreas agrícolas heterogéneas 24 0.102 19803779.2


7 Bosques naturales 31 0.01 44718804.


9 Bosques naturales 31 0.01 7793980.15


A partir de la tabla anterior se realiza el procesamiento de los datos en Arcgis, obtenido el mapa de cobertura vegetal con valores del factor C, el cual se expone en la figura 11.8 y en el anexo F. este factor es muy relevante en el cálculo de la erosión real, ya que si no existiera cobertura vegetal se calcularía como una erosión potencial es decir que en este territorio se podrían presentar valores de erosión muy alta.



Figura 11.8. Mapa de factor de cobertura vegetal (C).




11.5 IDENTIFICAR EL GRADO DE EROSIÓN. Mediante el procesamiento de todas las variables excluyendo la cobertura vegetal se obtuvo el modelo de erosión potencial del municipio cuyo resultado se presenta en la figura 11.9 y en el anexo G, en este modelo se puede apreciar que los sitios con mayor erosión están en la parte sur del municipio y en la cuenca del rio negro. para el análisis de este modelo hay que tener en cuenta que el rango de los resultados está definido por el documento del plan de ordenación y manejo de la cuenca hidrográfica mayor del rio totare realizada por cortolima, corpoica, el sena y la universidad del Tolima, a partir de esto se definió los rangos para los valores de erosión potencial del municipio y en el cual se puede percibir que se encuentran todos los grados de erosión, sin embargo tienden a ser mayor en la parte sur del municipio.

Figura 11.9. Mapa de erosión potencial de Quetame.




Figura 11.10. Grafica de porcentajes de erosión en Quetame.


Teniendo en cuente la figura 11.10 que representa los porcentajes de erosión en el municipio, se puede afirmar que; la mayoría del territorio se encuentra en un nivel fuerte de erosión potencial agravado por un porcentaje significativo de erosión severa, sin embargo, la erosión moderada es representativa, aunque la erosión ligera sea muy baja, esto indica que se debe tener cuidado con la erosión en la totalidad del municipio ya que esta puede generar un alto nivel de perdida suelo, acompañado de fenómenos de remoción en masa, entre otros fenómenos causados por la erosión. Teniendo la erosión potencial del municipio se calcula la erosión real o efectiva cuyo valor es dependiente de la erosión potencial y la cobertura vegetal, en este tipo de erosión su rango se tiene en cuenta a partir del mismo documento que el utilizado para la erosión potencial. A partir de lo mencionado anteriormente y teniendo en cuenta la figura 11.11 se puede observar que los altos niveles de erosión están al sur-occidente y nor-occidente del municipio y en el resto del territorio está distribuida de una manera más variada, con una erosión fuerte en la cuenca del rio negro, pero con la excepción que la parte sur y oriente del municipio tiene una erosión ligera. De acuerdo a los porcentajes de erosión resultantes se puede afirmar que, la erosión en la mayoría del territorio del municipio es tolerable, sin embargo, las zonas con erosión fuerte y severa tienen una cifra significativa, además que se encuentran en áreas de intervención humana, como lo son; las vías, los centros poblados e incluso la cuenca del rio negro, esto se puede analizar de una manera más detallada en el anexo H. se debe tener en cuenta que aunque el porcentaje de erosión alta no es mayoritario, si se encuentra disperso por el territorio del municipio, esto conlleva que haya áreas con una erosión tolerable pero con algunos puntos críticos.



Figura 11.11. Mapa de erosión efectiva de Quetame.


Figura 11.12. Graficas porcentajes de erosión efectiva de Quetame.




12 ETAPA 3: ANÁLISIS DE RESULTADOS. Con el modelo de erosión real obtenido se ubican 15 puntos aleatorios asignando lugares de diferentes valores para correlacionar esta erosión con los distintos factores que la componen y a partir de allí obtener un análisis de cuál de los factores aumentan la tendencia de erosión en el área de estudio.

Figura 12.1. Grafica de correlación de erosión potencial vs erosión real.


y = 0.1458x - 16.887

-100

0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000

Ero

sió

n R

eal

Erosión Potencial

Correlación de datos



Figura 12.2. Grafica de correlación de factor R vs erosión real.


Figura 12.3. Grafica de correlación de factor K vs erosión real.


y = 0.1266x - 653.19R² = 0.4473

-100

0

100

200

300

400

500

600

4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000

Ero

sió

n R

eal

Factor R


y = 42924x - 630.23R² = 0.1328

0

100

200

300

400

500

600

0.015 0.0155 0.016 0.0165 0.017 0.0175 0.018 0.0185 0.019

Ero

sió

n R

eal

Factor K




Figura 12.4. Grafica de correlación de factor LS vs erosión real.


Figura 12.5. Grafica de correlación de factor C vs erosión real.


y = 16.5x - 25.098R² = 0.185

0

100

200

300

400

500

600

0 2 4 6 8 10 12 14

Ero

sio

n R

eal

Factor LS


y = 936x + 6.4233R² = 0.3589

0

100

200

300

400

500

600

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Ero

sió

n R

eal

Factor C




Mediante graficas de dispersión de puntos se obtiene la línea de tendencia y la correlación de datos cuya cifra me da a conocer como es el comportamiento de la erosión con relación a cada factor, obteniendo como coeficientes de correlación los siguientes: 0.668798203 para el factor de erosividad, 0.36438105 para el factor de erodabilidad, 0.430066478 para el factor topográfico y 0.599067343 para el factor de cobertura vegetal. Cuyos valores me indican que el tipo de suelo en el municipio es el menos influyente en el comportamiento de la erosión, el factor topográfico aumenta la influencia de este comportamiento sin embargo no es el más influyente en la erosión dada, aunque debido a las características del relieve influye en gran manera la presencia de fenómenos de remoción en masa por las pendientes que presenta el terreno. Un factor relevante en el control de la erosión es la cobertura vegetal cuya presencia hace que la erosión sea severa o moderada, esto se da teniendo en cuenta el tipo de cobertura y el estado de esta, es decir, un bosque natural protege más el suelo que un cultivo de agricultura transitoria, sin embargo, no es el que representa mayor tendencia de erosión en el municipio, pero cabe resaltar su relevancia. A partir de los datos de los coeficientes de correlación obtenidos se puede afirmar que el factor de erosividad es el que representa mayor relación con la erosión real, indicando esto que el mayor agente causante de la erosión en el municipio son las precipitaciones.



13 DESCRIPCIÓN DE LOS PRODUCTOS FINALES

Tabla 13.1. Resultados.

Resultado Indicador Objetivo Relacionado

Modelo digital de erosividad en Quetame – Cundinamarca.

Shapefile en archivos Argis.

Determinar el factor de erosividad de la lluvia (R) para el municipio de Quetame, por

el método Wischemeier y Smith a partir de modelos

digitales.

Modelo digital de erodabilidad en Quetame – Cundinamarca


Determinar el factor de erodabilidad del suelo (K) para el municipio de Quetame con base en la ecuación de Paulet a partir de modelos digitales.

Modelo digital de índice

topográfico en Quetame – Cundinamarca


Determinar el factor el índice topografico para el municipio

de Quetame.

Modelo digital de cobertura vegetal y uso de suelo en Quetame – Cundinamarca

Shapefile en archivos Argis. Determinar cobertura vegetal

y uso de suelo

Modelo digital de los procesos de erosión en Quetame -

Cundinamarca. Shapefile en archivos Argis.

Identificar los grados de erosión en el municipio de Quetame – Cundinamarca mediante el uso de SIG y

sensores remotos.

Documentación escrita en la que se especifiquen los

agentes que intervienen en la erosión en el municipio de Quetame - Cundinamarca.

Documento escrito Word.

Identificar los grados de erosión en el municipio de Quetame – Cundinamarca mediante el uso de SIG y

sensores remotos.

Discusión de resultados a partir del modelo digital de correlación de los grados

erosión con los agentes que intervienen en este proceso

Documento escrito Word.

Diagnosticar la pérdida de suelo en el municipio de

Quetame - Cundinamarca. A partir de la correlación de los

grados de erosión y los agentes que intervienen en

este proceso.




Tabla 13.2.impactos


Aspecto Impacto Supuesto Plazo

técnico Mayor soporte técnico en la toma de decisiones para brindar una solución a la problemática de producida por la erosión en el municipio.

Utilización del documento en la identificación de procesos de erosión.

Corto plazo.

económico Aprovechamiento eficiente del presupuesto público en obras de mitigación.

Toma de decisiones hacia proyectos de mitigación a partir de la documentación requerida, entre los cuales se encuentra el presente proyecto.

Largo plazo

social Mayor seguridad de los habitantes en la ubicación de infraestructura para vivienda y comercio.

Usar el documento para identificar el uso pertinente del suelo en la zona de estudio, teniendo en cuenta este como documento de apoyo en la actualización del eot.

Largo plazo



14 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 14.1 CONCLUSIONES Los procesos de erosión identificados en el presente estudio establecen algunas zonas a tener en cuenta en el municipio, debido al grado de erosión y la intervención humana en áreas cercanas, esto revela la necesidad de más proyectos que contribuyan a la identificación de procesos de erosión en áreas específicas, además de otros proyectos que contribuyan a la identificación de zonas propensas a fenómenos de remoción en masa. Es decir que, aunque el estudio contribuya a la solución del problema aún faltan otros que complementen información sobre la temática. Según el estudio realizado en el presente documento, establece que el agente más influyente en los procesos de erosión presentes en el municipio está derivado de las precipitaciones y aunque esto no se pueda controlar, la erosión ocasionada por este sí. Este control se puede realizar a partir del mejoramiento en la cobertura vegetal, teniendo en cuenta que el tipo de suelos identificado en el presente estudio indica que es una zona en la que es conveniente la siembra de bosque. Además, se puede instalar estaciones que permitan analizar las precipitaciones y comportamientos climáticos más actualizados y detallados en el interior del municipio y en las zonas más críticas. Aunque la topografía no sea el agente más relevante en el proceso de erosión del municipio, si influye en procesos de remoción en masa dados por la erosión además que una vez presentada la puede acelerar, a partir de esto se deben tener en cuenta las zonas con mayor pendiente cuyo grado de erosión es bajo ya que al unir las condiciones dadas por la pendiente y las precipitaciones, pueden agravar el fenómeno de la erosión.



14.2 TRABAJOS FUTUROS Mediante el desarrollo del estudio se logró evidenciar que la información para la realización de proyectos ligados a la temática propuesta, es escasa, partiendo que aún se necesita más información técnica para permitir realizar propuestas que contribuyan al control en la manifestación de fenómenos de remoción en masa y sus posibles consecuencias. A partir de lo mencionado anteriormente se puede afirmar que los trabajos futuros que se pueden realizar son: la microzonificación de las áreas con mayor tendencia de erosión, interviniendo el suelo de manera directa, involucrando el uso de estudios experimentales de la cobertura vegetal, el estudio hidrológico de la zona a intervenir, el levantamiento topográfico y un estudio de suelos más detallado mediante el uso de laboratorios. Además de esto se puede realizar un estudio hidrológico de las zonas más vulnerables del territorio y de esta manera actualizar el esquema de ordenamiento territorial y el documento de gestión del riesgo. Por otro lado, se puede realizar un estudio para verificar la estabilidad de los taludes cercanos a los corredores viales y de allí establecer propuestas necesarias para una estabilización pertinente del talud. Como estudio adicional se puede realizar un estudio socioeconómico de las actividades que se realizan en el municipio y relacionarlas con agentes detonantes de la erosión, ya que la generación de nuevas actividades económicas y el crecimiento de la población puede afectar directamente en la aparición de detonantes de agentes erosivos en el municipio.



15 BIBLIOGRAFIA. [1] A. P. Villafaña, “Estimación de la erosión hídrica mediante dos métodos de la ecuación

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16 ANEXOS Anexo A: Mapa geológico de Quetame. Anexo B: Calculo de erosividad en Quetame. Anexo C: Mapa de erosividad en Quetame. Anexo D: Mapa de erodabilidad en Quetame. Anexo E: Mapa de Factor Topográfico en Quetame. Anexo F: Mapa de cobertura vegetal en Quetame. Anexo G: Mapa de erosión potencial en Quetame. Anexo H: Mapa de erosión efectiva Quetame.

proyecto de aplicaciÓn en temas de ingenierÍa civil

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