713Revista de la Asociación Geológica Argentina 65(4): 713-724 (2009)

INTRODUCCIÓN

En Los Andes Principales que conforman

la Cordillera Principal y Cordillera Frontalde San Juan, uno de los principales mode-ladores del paisaje actual son los procesos

gravitacionales. Los valles estrechos y de la-deras empinadas, pueden hacer que unsimple deslizamiento de rocas se transfor-

EL REPRESAMIENTO Y ALUVIÓN DEL RÍO SANTA CRUZ,ANDES PRINCIPALES (31°40'S), PROVINCIA DE SAN JUAN

Patricio E. D'ODORICO BENITES 1,2 , Daniel J. PÉREZ 1 , Nicolás SEQUEIRA 1 y Luis FAUQUÉ 3,4

1 Laboratorio de Tectónica Andina, Departamento de Ciencias Geológicas. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad deBuenos Aires. Email: daniel@gl.fcen.uba.ar2 ArPetrol Argentina S.A., Buenos Aires. Email: p.dodorico@arpetrol.com 3 Servicio Geológico Minero Argentino (SEGEMAR) Email: fauqueluis@yahoo.com.ar4 Departamento de Ciencias Geológicas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires

RESUMEN En la región de los Andes Principales sanjuaninos, existe una alta concentración de deslizamientos, cuyos depósitos han ori-ginado represamientos naturales. El colapso de estos diques generados por movimientos de ladera es el proceso evolutivo másprobable de estas geoformas. El análisis de imágenes satelitales y fotos aéreas permite reconstruir las características y el ori-gen de los deslizamientos que formaron esos diques naturales. En esta región de los Andes Principales, el rápido levantamien-to y erosión de las cadenas montañosas ha creado pendientes muy abruptas y una estructuración interna en los materiales, quedeterminaron un aumento de la susceptibilidad al colapso de las pendientes, independientemente de disparadores como la ac-tividad sísmica o las precipitaciones. El presente trabajo tiene como objetivo analizar las causas que llevaron a la formacióndel dique natural que produjo el represamiento y desarrollo de la laguna Los Erizos en el curso medio del río Santa Cruz, elcolapso del dique y su consecuente aluvión y las características morfológicas de la región de estudio. La comparación tempo-ral entre fotos aéreas e imágenes satelitales, indica que la causa del dique natural, fue el deslizamiento de detritos de la laderaoccidental de la cordillera de Santa Cruz, localizado debajo del Cerro Estrella. El constante flujo de agua produjo un aumen-to del nivel del cuerpo de agua hasta alcanzar la cota máxima del dique. Con el aporte adicional del río Santa Cruz, el lago em-pezó a drenar mediante un delgado curso de agua establecido sobre el dique que tuvo un fuerte efecto erosivo. El debilita-miento progresivo desencadenó progresivo la rotura de la represa y consecuente aluvión el día 12 de noviembre de 2005. Enbase a un análisis temporal de imágenes satelitales sobre el sector de la laguna y la región en general, se pudo monitorear todala cuenca del río San Juan, y detectar posibles diques naturales, capaces de causar daños materiales a las poblaciones que se lo-calizan aguas abajo. El aluvión del 12 de noviembre de 2005, descargó 32.100.000 m3 en 67 minutos y recorrió 254 km enaproximadamente 12 horas.

Palabras clave: Andes Principales, represamiento, aluvión, colapso, Cordillera Frontal, San Juan.

ABSTRACT: Landslide dam and outburst of the Río Santa Cruz, Main Andes, (31°40'S), province of San Juan. In the region of the MainAndes of San Juan, exists a high concentration of landslide deposits that can originate natural dams. The outburst of thesedams generated by slide is a common process in this morphology. The analyses of satellite imagery and air photos of pre-vious years allow reconstructing the characteristics and the origin of the slides that formed those natural dams. In this regionof the Main Andes, the rapid uplift and erosion of the mountain chain has created abrupt slopes and an internal structure inthe materials that determined an increase of the susceptibility to the slope collapse without triggers as the seismic activity orprecipitations. The objectives of the present work are (1) to analyze the causes that formed the natural dam and produced thelandslide dam and development of the Los Erizos lagoon in the middle course of the Santa Cruz river; (2) the outburst ofthe dam and their consequent flood; and (3) the morphologic characteristic of the study region. The temporary comparisonbetween air photos with satellite imageries indicates that the natural dam was generated by slip of the western hillside of theSanta Cruz mountain range, located below the Cerro Estrella. However, the constant water flow to the lagoon, has increasedits water level until reaching the maximum benchmark of the dam, produced the beginning of the lake drainage and weake-ning of the dam causing the outburst and its consequent flood. Based on satellite imagery, a temporary analysis of the lago-on is presented, indicating that monitoring is an important tool to alert in the whole San Juan river basin for possible naturaldikes, preventing hazards to the populations down water. The alluvium of November 12 of 2005, discharged 32.100.000 m3

in 67 minutes and traveled 254 km in less than 12 hours.

Keywords: Main Andes, landslide dam, flood, outburst, Cordillera Frontal, San Juan.

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me en un dique natural. Esto es precisa-mente lo que ocurrió durante los prime-ros días del mes de enero de 2005 en elcurso medio del río Santa Cruz. Un des-lizamiento de detritos en la localidad deLos Erizos debajo del cerro Estrella, so-bre la ladera occidental de la cordillera deSanta Cruz entre los afluentes Carnicería yLa Lira, obstruyó el río Santa Cruz y co-menzó así a formar un cuerpo de agua queculminó en un lago de longitud y volu-men considerables. El colapso tempranode estos diques naturales es el procesoevolutivo más probable (Costa y Schuster1988), siendo este fenómeno el que ocu-rrió con el dique Los Erizos el 12 de no-viembre de 2005, originando un violentoy súbito aluvión (flash floods-outburst) queen pocas horas recorrió más de 250 kiló-metros, originando una serie de fenóme-nos de erosión y agradación al paso de lacreciente producto de la rotura del repre-samiento (Figs. 1 y 2).La región está comprendida dentro de unsistema de alta montaña, caracterizado porpendientes de elevados gradientes, desni-veles de más de 2.000 metros, altas tasas deerosión y predominio de detritos gruesos(Pereyra 1996), generados por congelifrac-ción. La combinación de fuerte contrastede relieves y condiciones climáticas de altamontaña, producen en forma continua fe-nómenos de remoción en masa sobre lasladeras de los valles, a lo largo de ambasmárgenes del río Santa Cruz; estos proce-sos están principalmente desarrollados de-bido a los altos gradientes, en la ladera oc-cidental de la cordillera de Santa Cruz. El sistema está formado por una serie decordones montañosos subparalelos de rum-bo norte - sur, separados por valles fluvia-les. El río Santa Cruz, ubicado casi sobre ellímite con Chile, es el río principal de la re-gión, fluye hacia el norte y en la junta con elrío de las Lagunas Salinas forma el río Blan-co (Figs. 1 y 2).Existen numerosos afluentes permanen-tes, como por ejemplo los ríos de La Panta-nosa, La Coipa, Los Bizcochos, La Lira, dela Carnicería y el Pachón, con un rumboeste - oeste y que drenan hacia el este. De estemodo queda configurada una red de dre-

naje controlada por la estructura del oró-geno a escala regional.

ObjetivosEn el presente trabajo se definieron algu-nas metas que posteriormente ayudarona establecer una metodología de investi-gación. El principal objetivo planteado fuelograr una descripción de las principalescaracterísticas del represamiento del ríoSanta Cruz. Del análisis de esta informa-ción posteriormente debería poder deri-varse alguna hipótesis sobre el origen ylas causas de la formación de este diquenatural. Asimismo, se presenta una des-cripción del aluvión que surgió como con-secuencia directa del colapso catastróficode dicho dique, durante el mes de noviem-bre de 2005. Entre las herramientas utili-zadas en este estudio, se presenta un mo-nitoreo temporal de la evolución del em-balse con imágenes LandSat Thematic Mapper(TM), que podría ser empleado en el futu-ro para alertar a las comunidades en riesgo.

Ubicación del área de estudioEl área de estudio se sitúa en el sector sud-occidental de la provincia de San Juan, en eldepartamento de Calingasta, a unos 80 ki-lómetros al oeste de la localidad de Barreal(Figs. 1 y 2). El represamiento del dique na-tural Los Erizos se localiza en 31°40'45"Sy 70°17'40"O. La comarca se caracterizapor su relieve montañoso, con alturas quesuperan los 4.500 m s.n.m. Los principalesvalles son surcados por cursos de agua per-manentes, el más importante de los cualeses el río Santa Cruz.

MetodologíaLa recolección de la mayoría de los datosnecesarios para el presente análisis se re-alizó en el área afectada por el dique na-tural del río Santa Cruz en la localidad deLos Erizos. La localidad fue recorrida dosmeses después de ocurrida la ruptura deldique, es decir durante el mes de enero de2006, por lo cual muchos de los rasgos mor-fológicos susceptibles de ser erosionadosrápidamente pudieron ser observados to-davía en el terreno. Entre las evidencias másimportantes, se midió la altura máxima que

alcanzó la laguna, cuya paleocosta se habíapreservado parcialmente en algunas laderasque circundan el embalse. Además se toma-ron las altitudes del nivel de agua y del topey la base del dique. Todas estas medicionesse efectuaron con un altímetro barométrico,y posteriormente fueron corregidas conlos datos del clima proporcionados por elServicio Meteorológico Nacional (SMN).El estudio del depósito de detritos tambiéncomprendió el uso de fotografías aéreas dela década del '70, que fueron proporciona-das por el Departamento de Fotogrametríadel SEGEMAR. Estas tomas luego fue-ron ortorectificadas con puntos de con-trol obtenidos con GPS en el campo, parapoder realizar una comparación visualcon una escena del sensor SPOT, adquiri-da en abril de 2008. Por otro lado, se uti-lizaron escenas del sensor ASTER paraextraer los modelos digitales de elevación(DEM's) que se emplearon en el cálculodel volumen del dique. El crecimiento delembalse fue monitoreado mediante seisescenas del sensor Landsat Thematic Mapper,obtenidas en diferentes fechas distribui-das entre el mes de diciembre de 2004 ynoviembre de 2005, a lo largo de los 11meses en que creció dicho cuerpo de agua

MARCO GEOLÓGICO

Geológicamente el área se enmarca den-tro de la estratigrafía y estructura del sec-tor de los Andes principales al oeste de lacordillera de Santa Cruz, que correspon-de a las estribaciones septentrionales de lafaja plegada y corrida de La Ramada, pro-vincia de San Juan, Argentina. Se ubica enel extremo sur del segmento de subducciónsubhorizontal (flat-slab) (Cahill e Isacks 1992). La unidad más antigua corresponde alGrupo Choiyoi, constituido por coladasriolíticas y flujos ignimbríticos. Estas ro-cas forman la litología principal de la cor-dillera de Santa Cruz y están intruídas porgranitoides de posible edad triásica (Ramoset al. 1993). Son rocas calcoalcalinas asocia-das a un volcanismo de intraplaca exten-sional (Pérez y Ramos 1996). Continúanen discordancia angular las sucesiones se-dimentarias mesozoicas, que caracterizan

todas las fases evolutivas de un rift conti-nental de edad triásica superior a jurásicasuperior. La Formación Rancho de Latase interpreta como depósitos de sinrift(Álvarez 1996), constituidos por conglo-merados y brechas mal seleccionadas, pe-litas negras lacustres y rocas piroclásticascon líticos tobáceos y riolíticos. En dis-cordancia angular se apoya la FormaciónLos Patillos (Álvarez 1996) de edad jurá-sica inferior a media (Ramos y Álvarez 1999).Está constituida por areniscas y calizasbioclásticas y oolíticas de origen marinosomero. Por encima y en paraconcordan-cia, se encuentra la Formación La Mangade edad caloviana inferior a oxfordiana me-dia - superior, con brechas calcáreas y mar-gas oolíticas; y que junto con Los Patillosrepresentan facies de subsidencia térmicade postrift y somerización de la platafor-ma (Álvarez 1996). Sin relación estratigrá-fica se encuentra la Formación Auquilcoconstituida por yesos con textura sacaroi-dea y localizado sobre la falla Pelambresen el río de la Carnicería (Fig. 1).Sobre la Formación La Manga y en discor-dancia se apoyan las sedimentitas de la For-mación Tordillo de edad jurásica supe-rior, formados por 300 m de conglomera-dos polimícticos rojos medianos y sabulitas.Son depósitos continentales de abanicosaluviales y ríos entrelazados, desarrolladosen una cuenca de intraarco, asociados a unrégimen extensional que marcan la culmina-ción del ciclo jurásico en la región (Cristallini1996). Continúan las secuencias cretácicascon depósitos volcánicos y volcaniclásticoscontinentales de la Formación Cristo Re-dentor. Están formados por una alter-nancia de coladas andesíticas, ignimbritasy dacíticas, conglomerados clasto sosteni-dos y areniscas rojas. Estos depósitos sedisponen en una faja que bordea la mar-gen occidental del río Santa Cruz, forman-do amplios anticlinales y sinclinales conrumbo septentrional, extendiéndose sobreel límite argentino-chileno hasta los 37°LS.Las unidades terciarias, con poco desarro-llo en la región, corresponden a los pórfi-ros dacíticos de El Pachón y LosPelambres (Fernández et al. 1974), de laregión de Altar (Almandoz et al. 2005), y

la ladera occidental de la cordillera deSanta Cruz, en el río La Coipa, y en el río dela Carnicería (D'Odorico et al. 2008).Sobre todas estas formaciones se des-arrollaron las unidades cuaternarias lasque serán descriptas en el siguiente apar-tado (Fig. 1).La estructura de la región se caracterizapor presentar dos estilos bien definidos loscuales se habrían desarrollado durante elMioceno superior. Una es de piel fina (thinskinned) y habría sido el responsable de lafuerte deformación en la cobertura sedi-

mentaria mesozoica, formando anticlina-les y sinclinales en las secuencias cretáci-cas del Cordón del Yunque y del Límite(D´Odorico et al. 2009). El segundo es depiel gruesa (thick skinned), y muestra unadeformación que afecta a los bloques debasamento de la cordillera de Santa Cruz,la que es levantada por una falla de altoángulo ubicada al este de dicha cordillera(D´Odorico et al. 2006 y 2008). La porcióncentral de la comarca en estudio, o bloqueMondaca, es levantada por la falla Mon-daquita de alto ángulo, por sobre los es-

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Figura 1: Mapa geológico y de ubicación del área de estudio (modificado de D´Odorico et al. 2009).

tratos mesozoicos previamente descritos.El estilo de piel fina puede verse en el ríoCarnicería, mediante el corrimiento Pelam-bres de bajo ángulo, que afecta a la For-mación Los Pelambres, previamente de-formada, este corrimiento constituye unaestructura fuera de secuencia (Fig. 1).

RASGOS GEOMORFOLÓGI-COS DEL ÁREA

A escala regional el paisaje actual fue mo-delado a través de la interacción de variosprocesos endógenos y exógenos. El pro-ceso endógeno dominante es el levanta-miento de escamas tectónicas en respues-

ta a un campo de esfuerzos compresivos,en tanto que los procesos exógenos ac-tuantes son el gravitacional, el fluvial y elglaciario. Los dos primeros son de mayorimportancia en la actualidad, aunque mu-chos rasgos fueron modelados a través deprocesos glaciarios durante el avance delos hielos en el Cuaternario. En la comar-

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Figura 2: Mapa geomorfológico del área de estudio.

ca se pueden describir geoformas fluviales,criogénicas, glaciarias y de remoción enmasa (Fig. 2). El proceso fluvial es actualmente impor-tante como modelador de paisajes. La es-tructura impone un control sobre el pa-trón de la red de drenaje a escala regional,ya que la mayoría de los valles presentanrumbo norte - sur y este - oeste. El río másimportante de la comarca, el Río SantaCruz, presenta un hábito entrelazado, co-mún en ríos de montaña, con carga grue-sa transportada por rolido y saltación ycarga más fina llevada en suspensión. Losdemás ríos permanentes de la región vier-ten sus aguas sobre este curso formandoángulos rectos. La red de drenaje en sutotalidad presenta un diseño subdendríti-co a rectangular. Este último patrón haceevidente el control estructural antes men-cionado. Otra evidencia de control estruc-tural sobre la red de drenaje puede obser-varse sobre el valle del río de la Carnicería,cuyo rumbo tuerce de este - oeste a nor-noeste - sursudeste cuando se intersectacon el corrimiento fuera de secuencia(D'Odorico et al. 2008). Los valles fluvia-les en general son bastante estrechos, loque no permite un amplio desarrollo delas planicies de inundación. Sólo los ríosSanta Cruz y Carnicería presentan planiciesamplias (Fig. 2).Las geoformas criogénicas más abundan-tes se localizan en aquellos sectores de lacomarca donde las altitudes promedio su-peran los 4.000 m s.n.m. permitiendo quelas temperaturas estén por debajo de 0ºCdurante gran parte del año, lo que posibi-lita la existencia de hielo intersticial entrelos detritos. La mayor cantidad de glacia-res de roca se da sobre las pendientes queestán orientadas hacia el sur debido a quela insolación media anual es menor quesobre las pendientes que miran hacia elnorte; también en esas pendientes el mo-delado glaciario del Pleistoceno ha sidoimportante por la misma razón. Dentrode este grupo, las más comunes en el áreason los glaciares de roca, que se encuen-tran principalmente en las laderas afecta-das por congelifracción, donde afloran lasriolitas y granitos del Grupo Choiyoi.

Estas rocas presentan un alto grado dediaclasamiento generando laderas conpendientes muy altas, ejerciendo un con-trol sobre el desarrollo de los glaciares deroca (Corte 1987, Martin y Whalley 1987,Pereyra 1996). Otra fuente de detritos estáen el material transportado por los glacia-res que durante el último avance de los hie-los alcanzaron cotas más bajas. Dentro dela comarca predominan los glaciares de rocadel tipo lenguado, que son más largos queanchos, y se originan principalmente apartir de depósitos glaciarios previos. Elmayor número se halla sobre la laderanorte del río de la Carnicería, nueve kiló-metros aguas arriba de la confluencia conel río Santa Cruz. Los glaciares de rocalobados son menos comunes en la zona,y en general presentan dimensiones queno superan los 50 metros de longitud. Sedesarrollan principalmente en las paredesde los valles anteriormente englazados,preferentemente en la cuenca superior delos valles de los ríos La Lira y La Coipa.El derrubio que da lugar a los glaciares deroca está formado por clastos de tamañosvariados, los mayores a menudo superan1,5 metros de diámetro. Sin embargo, pre-dominan los bloques con un tamaño pro-medio de 30 centímetros, formados princi-palmente por ignimbritas y granitoides.Corte (1987) diferencia los glaciares de rocasegún su origen en primarios o criogénicosy secundarios o glacigénicos. Los primerosse dan por una acumulación de detritos pro-veniente de las laderas de los valles por pro-cesos de reptaje con hielo intersticial, mien-tras que los segundos se dan por fusión dehielos en glaciares con mucha carga detríti-ca. En la zona de mapeo se encuentranprincipalmente glaciares de roca criogé-nicos. Los glaciares de roca presentes pa-recen estar activos en su mayoría, aunqueen algunos casos se observan bajas pen-dientes frontales y presencia de vegeta-ción, razón por la cual serían inactivos.Las geoformas de origen glaciario se ha-llan en las cabeceras de todas las cuencas,y son el producto del último pulso glacia-rio cuaternario, dado que las condicionesactuales no permiten la existencia de gla-ciares en la zona. Las más conspicuas y de

mayores dimensiones corresponden a losvalles de los ríos Carnicería y La Lira, conperfiles transversales en forma de catena-ria que caracterizan a los valles de origenglaciario. Los circos glaciarios están pre-sentes en el sector central de la zona,donde se encuentran las mayores eleva-ciones. Estos circos tienen tamaños muydiversos, y algunas veces han coalescidopara formar cabeceras de valles más am-plias y con geometrías más complejas, comoes el caso de la cabecera del valle del río LaLira. Otras geoformas de origen glaciarioy también de carácter erosivo son estríasparalelas y rocas aborregadas producidassobre los afloramientos de granodioritaubicados en la margen norte del río de laCarnicería, en el mismo sector donde losglaciares de roca son más abundantes. Tam-bién, se observaron algunos depósitos cor-doniformes sobre el valle del río de laCarnicería y el arroyo Los Bizcochos quecorresponden a morenas laterales. Estasgeoformas se ubican a una altura de 3.100m s.n.m. y marcan que los glaciares llega-ron a cotas relativamente bajas durante elmáximo de la última glaciación (Fig. 2).Las geoformas de remoción en masa soncomunes en el área de trabajo, ya que enla zona se combinan varios factores quefavorecen los procesos gravitacionales. Lagran producción de congelifractos debidoa las condiciones climáticas de alta mon-taña y las empinadas pendientes son losprincipales. Además, la ausencia de vege-tación que estabilice las laderas y la abun-dancia de agua en el período de deshielose convierten en factores importantes enla movilización de detritos. Éstos se acu-mulan como taludes y conos de deyec-ción producidos por caídas y reptaje delderrubio que cubre las laderas y se en-cuentran ampliamente distribuidos inde-pendientemente de la litología. Están for-mados por acumulaciones de clastos dediversos tamaños y formas angulosas, cuyoángulo de reposo oscila alrededor de los30 grados. Los flujos de detritos referidospor Varnes (1978) y Summerfield (1991)constituyen otro grupo de depósitos deremoción en masa en los que la participa-ción de agua es mayor. En algunos casos

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se observa que estos depósitos están do-minados por material arcilloso, por loque son clasificados como flujos de ba-rro. Estos flujos usualmente son peque-ños y rara vez recorren más de 500 me-tros pendiente abajo, aunque al norte delrío La Lira se ha identificado el depósitode un flujo de detritos que recorrió másde un kilómetro. En general se observaque los albardones laterales están bien pre-servados. Los flujos de detritos más volu-minosos están encauzados y se encuentransobre la margen oriental del río Santa Cruz,bajando por la ladera del cordón homó-nimo. En este caso, los movimientos dematerial superan una diferencia de cotasde más de 1000 metros y comúnmente tie-nen mucha participación de sedimentosde grano fino, gradando de este modo aflujos de barro. Otros depósitos de remo-ción en masa corresponden a caídas de ro-cas (Varnes 1978), en donde el contenidode material fino está subordinado a los gran-des bloques. Estos movimientos usualmen-te son pequeños comparados con otros pro-cesos gravitacionales presentes en la co-marca, con la excepción del deslizamien-to producido sobre el río Santa Cruz y quedio lugar al desarrollo del dique natural yconsecuente llenado del lago del sistemalos Erizos (Fig. 2).

EL DIQUE NATURAL LOSERIZOS

El represamiento ocurrido en la localidadde Los Erizos, se ubica sobre el curso me-dio del río Santa Cruz, al pie de la laderaoccidental de la cordillera de Santa Cruz,debajo del cerro Estrella, a 4,5 kilómetrosal norte de la confluencia con el río de laCarnicería (Figs. 1 y 2).En la comarca se hallan presentes algu-nas condiciones morfológicas que resul-tan propicias para la generación de movi-mientos en masa: - Las pendientes del faldeo occidental delcordón de Santa Cruz oscilan entre los30° y los 35° y se caracterizan por su altainestabilidad.- Estas pendientes están cubiertas por abun-dantes detritos (congelifractos), localmente

estas acumulaciones pueden ser bastanteespesas;- La cobertura vegetal en estas laderas esescasa o inexistente;- Los afloramientos existentes presentanun intenso diaclasamiento, sobre todo lasvolcanitas ácidas del Grupo Choiyoi, fa-voreciendo la congelifracción;- Durante algunos meses del año las pen-dientes se cubren con una espesa capa denieve y hielo, que produce un efecto desobrecarga sobre la pendiente, al menosen forma temporal. Durante el períodode deshielo el agua infiltrada en las super-ficies de discontinuidad del macizo roco-so y entre el material detrítico aumenta lapresión de poros y el peso del materialsobre laderas, favoreciendo su desestabi-lización. Además, los cursos temporales deagua pueden movilizar material detríticoy desestabilizar aún más la pendiente.El aluvión que recorrió 254 km en ~12horas causó los siguientes fenómenos:- Entre el dique Los Erizos y la junta de losríos Blanco y Los Patos, quedaron varadasen la montaña y a la intemperie por tres días,unas 75 personas. Se perdieron varios vehí-culos y equipos de geofísica destinados atrabajos de minería.- En la localidad de Los Molles destruyópor completo todo el campamento mineroerosionando el antiguo depósito de flujosobre el que fue emplazado.- En el departamento de Calingasta, se rom-pió un puente, arrastró animales y árboles einundó varias zonas, hubo decenas de per-sonas evacuadas.- En la represa hidroeléctrica Los Caracoles,ocasionó la rotura de la ataguía, el aguallegó al paredón y arrastró varias casillasrodantes y grúas fijas.- En el dique Ullúm sacaron de servicio ala usina.Los depósitos de flujos de detritos y flujosde barro que son muy abundantes, suelenformar abanicos de detritos al llegar alfondo del valle, pudiendo en algunos ca-sos producir obstrucciones parciales delrío principal. Se ha observado que en al-gunos casos estos cuerpos lobados pue-den alcanzar varios cientos de metros delongitud. El movimiento que originó el

represamiento del río Santa Cruz se pro-dujo, según la información de las imáge-nes Landsat Thematic Mapper, durante laprimera quincena del mes de enero de2005. Fue originado en la vertiente occi-dental de la cordillera de Santa Cruz yprobablemente comenzó como un desli-zamiento planar, pero rápidamente per-dió coherencia interna y terminó comoun flujo de detritos (Varnes 1978). El de-pósito está formado por detritos de muydiversos tamaños, desde grandes bloquesy megaclastos hasta fragmentos de unospocos centímetros (Figs. 1 y 2). Sin em-bargo, el estudio de las fotografías aéreasrevela que existe al menos un anteceden-te de este fenómeno en tiempos históri-cos. Previo a la acumulación actual del2005, podía observarse un depósito másantiguo sobre el mismo cañadón, origina-do en las cercanías de la divisoria deaguas, mientras que al pie del depósito seapreciaba una escarpa, originada por laerosión o rotura catastrófica de un repre-samiento previo (Fig. 4). En la actualidad, puede apreciarse unazona de arranque en cercanías de la divi-soria de aguas, con una escarpa de unos300 m de longitud. Pendiente abajo se en-cuentra el depósito resultante de tal movi-miento en masa, formando un dique natu-ral que originalmente tenía de unos 70 me-tros de altura (Fig. 4). Hasta el 12 de no-viembre de 2005, esta acumulación dedetritos obstruyó totalmente el curso prin-cipal del río Santa Cruz, por lo que inme-diatamente aguas arriba se originó una la-guna natural. De acuerdo a Ermini y Casagli(2003), en la mayoría de los represamien-tos naturales alrededor del mundo, la ro-tura catastrófica de la obstrucción se pro-duce con el primer desborde del embalse.Estos autores estiman que el 80% de losdiques naturales se rompen dentro del pri-mer año de existencia. Este cuerpo de aguacreció en volumen y extensión durante 10meses, hasta que el nivel de agua sobre-pasó la altura del dique y comenzó a dre-nar lo que produjo un pequeño cauce deagua y así comenzó la erosión a debilitarel dique. Finalmente se produjo el conse-cuente colapso y aluvión.

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EL COLAPSO Y ALUVIÓNDEL DIQUE NATURAL LOSERIZOS

Luego de casi un año de acumulación deagua, el día 12 de noviembre de 2005 eldique sufrió un colapso parcial por rebal-se en su parte central. Debido a la rotura,alrededor de 32 millones de metros cúbi-cos fueron vertidos rápidamente aguasabajo. Sin embargo, el volumen total delaluvión podría hasta haber duplicado elvolumen de agua inicial mediante la incor-poración de detritos y sedimentos (Waldery O'Connor 1997). Si bien el colapso fuesúbito, algunos testigos presenciales quese encontraban trabajando en la confluen-cia de los ríos Santa Cruz-Salinas-Blancosy Santa Cruz-La Pantanosa relataron queunas pocas horas antes del evento, las aguasdel río Santa Cruz presentaban una mayorturbidez que la usual para ese curso fluvial.Este cambio en el color y la transparen-cia del agua se relaciona con un incremen-to en la carga en suspensión, indicio de quela tasa de erosión sobre el dique aumentóantes de la rotura.El aluvión recorrió aguas abajo una dis-tancia extraordinaria, encauzándose en losvalles fluviales y atravesando las provin-cias geológicas de Cordillera Frontal hastallegar al flanco oriental de la PrecordilleraCentral. Desde el dique natural Los Erizoshasta el dique Punta Negra en el extremooriental de la Precordillera Central, secontabilizaron 254 km, con los siguientesrecorridos parciales (Fig. 6): - A la junta de los ríos Santa Cruz, Salinas,Blanco (21 km);- A las nacientes del río Blanco - Los Molles(54 km); - A la junta del río Blanco - río de LosPatos (23 km); - A la junta del río Los Patos - río San Juan(78 km); - A la localidad de Pachaco (28 km); - Al río Sasso, represa Los Caracoles (33 km); - Al dique Punta Negra (17 km). Las mediciones realizadas en el camposobre la paleocosta de la laguna revelanque, en el momento de máxima expan-sión, el cuerpo de agua tenía un volumen

estimado en 42,6 millones de metros cú-bicos de agua, con un nivel de costa má-ximo en 3.005 m s.n.m. Luego del colap-so y vaciado parcial, el nivel de costa seubicó en 2.975 m s.n.m. El cuadro 1 sinteti-za la situación antes y después de la rotura.En el presente estudio se realizó un cál-culo de la descarga instantánea en el picode creciente (peak discharge), utilizandocomo modelo la ecuación de Evans (1986).Existen varias formas de estimar el picode descarga, cada una planteada para unacondición particular (p.e. descargas sub-glaciares, represamientos por hielo y mo-renas). La gran mayoría de estos modelosutilizan como único parámetro de entra-da el volumen del embalse, variando so-lamente los coeficientes de acuerdo alcaso. En este trabajo se emplea el mode-lo de Evans (1986), pues fue específica-mente planteado para diques artificialesy naturales formados por detritos.

Qmax=0,72 x V0,53

Según el modelo de descarga expuesto eneste trabajo, el caudal máximo de aguahabría sido de 7.960 m3/seg. Teniendo encuenta el volumen del aluvión y el caudalmáximo, la descarga se habría completa-do en 67 minutos. No obstante, el tiemporeal sería mayor, dado que el caudal ha-bría disminuido paulatinamente hacia elfinal. De acuerdo a testigos presenciales delhecho, en las cercanías del dique colapsado,el frente del aluvión tenía una altura apro-ximada de 20 metros (Figs. 3 b y c).La rápida descarga se pudo documentaren las laderas del lago natural donde sepudieron apreciar las evidencias por des-lizamientos progresivos en avance (Varnes1978), lo cual permitió estimar la cota má-xima del agua alcanzada por la laguna en3.005 m s.n.m. (Fig. 3d). Estos deslizamien-tos progresivos en avance son el resulta-do del exceso de presión de poros en lostaludes que fueron quedando expuestosal descender el nivel de la laguna. Estos mo-vimientos podrían evidenciar que la des-carga o desagote se produjo a través de va-rios pulsos sucesivos, coincidentes con laprofundización o erosión del dique natural.

Para determinar las posibles causas delcolapso del dique, se trabajó en dos líne-as de investigación. Por un lado se solici-taron los registros históricos de actividadsísmica al Instituto Nacional de Preven-ción Sísmica (INPRES) para el sector aus-tral de la Cordillera Principal sanjuanina,con un intervalo de tiempo acotado al mesde noviembre de 2005. Esta instituciónefectuó la búsqueda de información en 27observatorios nacionales e internacionales.Como resultado, durante período de tiemposeñalado previamente, se determinó la ocu-rrencia 10 sismos con magnitud igual o me-nor a uno en la escala de Richter. Ningunode esto temblores sería suficiente para des-estabilizar el dique. Por este motivo, es pocoprobable que el colapso haya sido desen-cadenado por un movimiento telúrico.Por otro lado, se trabajó con índices geo-morfológicos para estimar la estabilidaddel dique. En el presente estudio, se empleóel índice DBI (dimensionless blockage index),propuesto por Ermini y Casagli (2003).Estos autores elaboraron una base de datosde diques naturales distribuidos por todoel mundo, mediante la cual relacionaronparámetros del represamiento, principal-mente las dimensiones del dique y el áreade drenaje aguas arriba de la obstrucción.Se considera que el mayor factor estabili-zador de un embalse es su altura, que pre-viene la rotura por desborde. El análisisestadístico de esta información llevó a ladefinición de un nuevo índice de estabili-dad, que se define como:

DBI= log AbxHσVσ

Los parámetros necesarios para efectuareste cálculo son el área de drenaje de lacuenca hídrica (Ab), aguas arribas de la obs-trucción, el volumen de roca que consti-tuye el derrumbe (Vd) y la altura del di-que (Hd). Debido a que el represamientose produjo sobre el curso del río Santa Cruz,se midió el área de drenaje de este río me-diante un trabajo de mapeo sobre una es-cena del sensor multiespectral ASTER,marcando las divisorias de aguas. La altu-ra máxima del represamiento fue calcula-

El represamiento del río Santa Cruz, San Juan 719

da como la diferencia entre la altura de lapaleocosta observada y la base del depó-sito de detritos; ambas obtenidas con unaltímetro barométrico y posteriormentecorregidas. El volumen de roca del diquefue obtenido por sustracción de dos mo-delos digitales de elevación (DEM) delsensor ASTER. Uno de estos modelos fueadquirido antes del derrumbe, mientrasque el segundo es posterior a la ocurrenciade este movimiento en masa. Dado que am-bas grillas tienen un dato altimétrico cada 15metros, el volumen obtenido es sólo una a-proximación. No obstante, la resolución deeste método es suficiente para la aplicaciónde los índices. El cuadro 2 es un resumende las mediciones obtenidas, que serviráncomo parámetros de entrada para la ecua-ción de Ermini y Casagli (2003).Como se mencionó previamente, estosautores realizaron un tratamiento estadís-tico de los datos recolectados, y llegarona la conclusión que aquellos diques con unDBI menor a 2,75 serían estables a lo lar-go del tiempo, mientras que las obstruc-ciones con un DBI mayor a 3,08 son pro-clives a un colapso catastrófico, ya seapor desborde del embalse o infiltración ydebilitamiento del depósito. Los rangosintermedios de DBI expresan cierto gra-do de incertidumbre en cuanto a la esta-bilidad del dique. Es importante señalarque el presente índice no considera el com-portamiento de la obstrucción en caso deun sismo, por ese motivo este disparadorya fue analizado por separado. De acuer-do con los parámetros presentados paraeste estudio, la aplicación del índice DBIarrojó un resultado de 4,18, lo que se in-terpreta como un represamiento inesta-ble con tendencia al colapso. Desde el pun-to de vista geomorfológico, la obstrucciónse desarrolló sobre el principal curso dela región, lo que conlleva una gran área dedrenaje. Por otro lado, la rotura del em-balse fue la única alternativa para drenarla laguna, ya que la obstrucción del ríoSanta Cruz fue total y no existe otra víade drenaje. Los datos recolectados en elcampo demuestran que sólo la mitad deldeslizamiento se vio afectado por la rotura.Adicionalmente, cuando el embalse se col-

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Figura 3: Foto del aluvión y diqueal momento y luego de producirse larotura del dique natural.a) Confluencia de los ríos SantaCruz, con agua color marrón y tur-bulencia indicando el aluvión que ve-nía detrás; y La Pantanosa de colorclaro. La chapa roja es el aforadorque mide 1,20 metros. La huella in-dica el camino al campamento mine-ro El Altar. b) Foto sobre el ríoSanta Cruz unos 500 metros aguaabajo de La Pantanosa, vista aguasarriba; se puede apreciar como seerosionaban las laderas del río, pro-duciendo un aumento de la carga desedimentos del río crecido. c) Fotosobre el río Santa Cruz, vista aguasabajo; la quebrada tiene unos 100metros de ancho y el agua la cubrepor completo. El curso normal delrío se encuentra unos 20 metros bajoel agua. Fuente: geólogo IsmaelChávez. d) Evidencias de desliza-mientos progresivos en avance(Varnes 1978), en las laderas occi-dental del lago natural, indicando lacota máxima alcanzada por la lagunaen 3.005 m s.n.m. Las rocas clarasson las calizas de las formaciones Lamanga y Los Patillos y las rocas ne-gras corresponden a las volcanitas dela Formación Rancho de Lata.

mata con agua proveniente del río princi-pal, es probable que se establezca un pe-queño curso de agua sobre el tope del re-presamiento. Este delgado hilo de aguatiene un efecto fuertemente erosivo, demodo tal que su acción continua en eltiempo puede debilitar un sector del depó-sito de roca (Costa y Schuster 1988). Deeste modo, un curso de agua de bajo cau-dal sobre el tope se convierte en el precur-sor adecuado para un aluvión de mayoresproporciones.Luego del colapso del represamiento, lalaguna remanente alcanzó un nuevo ba-lance hídrico, de modo que el volumende agua que ingresa a través del río SantaCruz es igual al volumen que egresa porla brecha del dique. Utilizando los datostopográficos del modelo de elevaciónASTER, el volumen del cuerpo de aguaremanente se estimó en 10 millones de me-tros cúbicos. Desde finales de noviembrede 2005 la laguna no ha experimentadocambios perceptibles en el volumen o ni-vel. Sin embargo, toda la pendiente delflanco occidental del cordón de SantaCruz es altamente inestable, por lo queno se descarta la ocurrencia de otro mo-vimiento en masa que pueda bloquear lacirculación de agua, ya sea en esta mismaubicación o en algún otro tramo del tra-yecto del río Santa Cruz.

MONITOREO DEL DIQUENATURAL LOS ERIZOS

El monitoreo por imágenes satelitales delsensor LandSat TM, Path 233 Row 082(Fig. 5), permitió establecer tanto la fechadel derrumbe que produjo el dique natu-

ral y a partir del cual comenzó a llenarseel lago natural que denominamos LosErizos; como así también la fecha del co-lapso y desagote parcial con el consecuen-te aluvión aguas abajo por el río Santa Cruz. La imagen del 29 de noviembre de 2004indica que el cauce del río Santa Cruz en

El represamiento del río Santa Cruz, San Juan 721

Pre - colapso 3005 3,7 71 42 600 000Post - colapso 2975 2,6 41 10 500 000

Nivel de agua Longitud Profundidad máxima Volumen (msnm) (km) (m) (m3)

CUADRO 1: Datos cuantitativos del embalse.

615 000 000 2 860 000 71

Área de drenaje Volumen del dique Altura del dique(Ab, en m2) (Vd, en m3) (Hd, en m)

CUADRO 2: Parámetros de entrada del índice DBI.

Figura 4: Imagen SPOT de 2009 y fotografíaaérea de la década del '70

la localidad de Los Erizos era normal yno presentaba ningún derrumbe o fenó-meno de remoción en masa. La imagendel 16 de enero de 2005 muestra el repre-samiento que impide el flujo del agua delrío Santa Cruz en la localidad de LosErizos además del camino que recorrió elmovimiento de remoción en masa queformo el dique. Además comienza notar-se el insipiente lago natural desarrolladoaguas arriba de la represa. La imagen ade-más indica que el dique se formo en elextremo norte de los afloramientos cal-cáreos de las formaciones La Manga yLos Patillos, los cuales tienen una inclina-

ción al oeste de unos 30 grados y cruzanel río Santa Cruz, por lo cual estas rocaspresentan un cierre muy apto para quecualquier pequeño derrumbe puedandesarrollar un dique natural. Las imáge-nes que continúan temporalmente, 01 defebrero de 2005, 06 de abril de 2005, 15de octubre de 2005 y 31de octubre de2005, muestran la evolución en el llenadodel dique natural Los Erizos. La ultima deestas imágenes del 31 de octubre de 2005,permite ver como la cola del dique masseptentrional alcanza la desembocaduradel río de La Carnicería, lo cual coincidecon la paleocosta de 3.005 metros sobre

el nivel del mar medida en el campo. Porultimo la imagen del 16 de noviembre de2005, muestra el estado de la laguna LosErizos, luego del colapso y desagote de lalaguna ocurrido el 12 de noviembre de 2005.

CONCLUSIONES

- El deslizamiento que formo el dique na-tural formando la laguna los Erizos en el ríoSanta Cruz, ocurrió en los primeros díasde enero de 2005.- El movimiento se inició como un desli-zamiento planar y por perdida de cohe-rencia interna de la masa, paso a un flujo

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Figura 5: Evolución temporal del embalse vista desde el sensor Landsat Thematic Mapper.

de detritos, favorecido por el intenso dia-clasamiento en las volcanitas del GrupoChoiyoi.- La laguna de los Erizos alcanzó un des-arrollo de 5 km de largo por 0.5 km deancho y una profundidad máxima de 71metros. - Datos morfológicos indican la existen-cia de un represamiento histórico previoal de enero de 2005.- El colapso del dique Los Erizos, ocurrióel 12 de noviembre de 2005 y se debió auna serie de características, a mencionar:- Llenado total de la laguna por afluenciade agua de los ríos aguas arriba de la la-guna y/o por derretimiento de nieve, locual provocó el drenado por encima de laaltura máxima del dique natural y así laformación de un cauce con el debilita-miento de la represa, además de provocarun aumento de presión hidrostática poraumento del nivel de agua de la laguna- Comienzo de la época estival y de des-hielos, causando una menor resistencia enla estructura de fundación del dique natural,provocando una disminución de su valor

soporte y un aumento de drenaje internoy filtraciones a través de la estructura dela presa.- Los indicadores geomorfológicos (DBI)apoyan la teoría de la rotura parcial pordesborde del embalse y erosión del topedel dique.- El colapso y rápido vaciamiento de la la-guna generó un aluvión con un caudal má-ximo de agua de 7960 m3/segundo; lo cualprodujo la descarga de ~32.000.000 m3 en67 minutos; con un frente del aluvión de20 metros de altura, en el río Santa Cruz yen los primeros tramos del río Blanco. Elaluvión recorrió un total de 254 km en me-nos de 8 horas. - El aluvión con sus ~32.000.000 m3 y ~20metros de altura iniciales, fue desde un prin-cipio retroalimentado por los detritos con-tenidos en los conos aluviales laterales alo largo de los río Santa Cruz y Blanco.Este hecho natural anegó la salida de to-dos los ríos inclusive hasta el río Salinillas,lo cual puede constatarse en la imagenSPOT luego de producido el aluvión.- Luego del colapso del dique, la laguna

remanente alcanzó un nuevo balance hí-drico, con un caudal de agua de entrada ysalida similares.- El monitoreo de la laguna por imágenessatelitales mostró toda su evolución, indi-cando que es una buena metodología paraidentificar cuerpos de agua, y para reme-diación de las comunidades.- El embalse Los Erizos tuvo un volu-men relativamente pequeño (~0,042 kiló-metros cúbicos) al compararlo con otrosdiques naturales. No obstante, las conse-cuencias de la rotura fueron catastróficasen cuanto a pérdidas materiales, represen-tando un alto riesgo para las poblacionesque se encuentran aguas abajo, dado queno existe previa advertencia cuando seproduce el aluvión (outburst).

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a los árbitros ValerieBaumann y Lionel Fidel, por la lectura críti-ca del texto. A la empresa Río Tinto Explo-ration por su apoyo en las tareas de campo.A la Universidad de Buenos Aires, por el

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Figura 6: Mapa geográfico con el recorrido del aluvión desde el dique natural Los Erizos hasta el dique Punta Negra con las principales localidades y su al-tura sobre el nivel del mar.

El represamiento del río Santa Cruz, San Juan

financiamiento de la presente contribución,a través de fondos del subsidio UBACYTX812.

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Recibido: 17 de enero, 2009 Aceptado: 27 de octubre, 2009

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