ESTUDIOS Y DISEÑOS GEOLOGICOS, GEOTÉCNICOS, …
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1 ESTUDIOS Y DISEÑOS GEOLOGICOS, GEOTÉCNICOS, HIDRÁULICOS Y ESTRUCTURALES DE 1 KM DE VÍA EN LA VEREDA EL TOTUMO MUNICIPIO DE GIRARDOTA INFORME HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y DE SOCAVACIÓN DEL CAUCE DEL RÍO MEDELLÍN – SECTOR VÍA EL TOTUMO ABRIL DE 2015
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ESTUDIOS Y DISEÑOS GEOLOGICOS, GEOTÉCNICOS, HIDRÁULICOS Y ESTRUCTURALES DE 1 KM DE VÍA EN LA VEREDA EL TOTUMO
MUNICIPIO DE GIRARDOTA
INFORME HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y DE SOCAVACIÓN DEL CAUCE DEL RÍO MEDELLÍN – SECTOR VÍA EL TOTUMO
ABRIL DE 2015
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ESTUDIOS Y DISEÑOS GEOLOGICOS, GEOTÉCNICOS, HIDRÁULICOS Y ESTRUCTURALES DE 1 KM DE VÍA EN LA VEREDA EL TOTUMO
MUNICIPIO DE GIRARDOTA
REVISIÓN Y APROBACIÓN
Título documento: ESTUDIOS HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y DE SOCAVACIÓN DEL CAUCE DEL RIO MEDELLIN – SECTOR VÍA EL TOTUMO
Código del documento: TOTUMO_EA_D_IN_Inf_HidroeHidradeSocavacion_V1
A
P
R
O
B
A
C
I
Ó
N
NÚMERO DE REVISIÓN
1 2 3
Elaboración
Nombre Jaime Trujillo D.
Firma
Fecha 30-04-2015
Revisión
Nombre Alexander Correa P.
Firma
Fecha 06-05-2015
Interventoría
Nombre Rubén Darío Zuleta
Firma
Fecha 22-05-2015
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TABLA DE CONTENIDO
1. CONTEXTO DEL PROYECTO .......................................................................... 10 2. OBJETIVOS, ALCANCES Y METODOLOGÍA DE TRABAJO .......................... 12 2.1 OBJETIVO GENERAL ....................................................................................... 12
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 12
3. MARCO DE REFERENCIA PARA EL ESTUDIO .............................................. 13 3.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA ........................................................................ 13
3.2 ASPECTOS BIOFÍSICOS REGIONALES .......................................................... 14
3.2.1 Ecología ............................................................................................................. 15
3.2.1.1 Medio natural .................................................................................................... 15
3.2.2 Recurso agua ..................................................................................................... 17
3.2.3 Climatología regional.......................................................................................... 17
3.2.3.1 Temperatura ..................................................................................................... 17
3.2.3.2 Precipitación en el municipio de Girardota .................................................... 18
3.2.4 Geología ............................................................................................................ 20
4. ESTUDIOS HIDROLÓGICOS ............................................................................ 29 4.1 CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO MEDELLÍN ............................................. 31
4.1.1 Descripción y ubicación geográfica .................................................................... 31
4.1.2 Longitud y pendiente del río ............................................................................... 31
4.1.3 Afluentes principales .......................................................................................... 33
4.1.4 Orografía ............................................................................................................ 33
4.1.5 Lluvias ................................................................................................................ 33
4.2 CÁLCULO DE CAUDALES RÍO MEDELLÍN ..................................................... 34
4.2.1 Caudales medios rio Medellín ............................................................................ 34
4.2.2 Caudales mínimos río Medellín .......................................................................... 35
4.2.3 CAUDALES MÁXIMOS RIO MEDELLIN ............................................................ 36
4.2.4 CÁLCULO DE CAUDALES MAXIMOS MEDIANTE REGIONALIZACION DE CARACTERISTICAS MEDIAS. .......................................................................... 39
5. MODELACIÓN HIDRÁULICA ............................................................................ 42 5.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 42
5.2 MODELACIÓN HIDRÁULICA ............................................................................. 42
5.3 Descripción General del Modelo Hidráulico HEC-RAS ....................................... 43
5.4 El coeficiente de resistencia al flujo (Manning) ................................................... 45
4
5.5 Condiciones de frontera (“boundary conditions”) ................................................ 47
5.6 Datos de entrada del modelo ............................................................................. 48
5.7 Condiciones del flujo para los caudales simulados ............................................. 50
6. SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN ......................................................... 54 6.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 54
6.2 MÉTODOS EMPLEADOS PARA ESTIMAR LA SOCAVACIÓN ........................ 54
6.2.1 Socavación general en cauces definidos............................................................ 56
6.2.2 Método de Maza Álvarez .................................................................................... 56
6.3 RESULTADOS ................................................................................................... 59
6.3.1 Socavación lateral .............................................................................................. 59
6.3.2 Movimientos en masa ........................................................................................ 64
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 69 8. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 73
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LISTA DE TABLAS
TABLA 1. PRINCIPALES CUENCAS HIDROGRAFICAS DEL MUNICIPIO DE GIRARDOTA ............................................................................................. 17
TABLA 2. PRECIPITACIÓN MEDIA ESTACION GIRARDOTA ................................. 19
TABLA 3. PERFIL DE METEORIZACIÓN TREC – MUNICIPIO DE GIRARDOTA .... 21
TABLA 4. PERFIL DE METEORIZACIÓN TRAM – MUNICIPIO DE GIRARDOTA .... 22
TABLA 5. PERFIL DE METEORIZACIÓN KCDA – MUNICIPIO DE GIRARDOTA .... 24
TABLA 6. ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS EN LA CUENCA DEL RÍO MEDELLÍN ................................................................................................ 29
TABLA 7. CAUDALES PROMEDIOS RIO MEDELLIN – ESTACION GIRARDOTA ... 35
TABLA 8. CAUDALES MINIMOS RIO MEDELLIN – ESTACION GIRARDOTA ......... 36
TABLA 9. CAUDALES MÁXIMOS INSTÁNTANEOS RIO MEDELLÍN – ESTACIÓN GIRARDOTA ............................................................................................. 38
TABLA 10. CAUDALES MAXIMOS RIO MEDELLIN PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO .......................................................................................... 38
TABLA 11. CAUDALES MÁXIMOS – MÉTODO DE REGIONALIZACIÓN DE CARACTERISTICAS MEDIAS .................................................................. 40
TABLA 12. RESUMEN DE AFOROS – ESTACIÓN RMS-22 GIRARDOTA ................. 46
TABLA 13. CAUDALES DE DISEÑO OBRAS DE PROTECCION VIA EL TOTUMO ... 49
TABLA 14. ESTADÍSTICAS DE LAS CONDICIONES DE FLUJO DEL RÍO MEDELLÍN – SECTOR EL TOTUMO ........................................................................... 51
TABLA 15. ANCHO DE LA FRANJA DE INUNDACIÓN EN LA MARGEN DERECHA DEL RIO MEDELLIN CON EL PASO DE LA CRECIENTE DE DISEÑO ... 52
TABLA 16. FACTOR DE CORRECIÓN POR CONTRACCIÓN DEL CAUCE .............. 61
TABLA 17. CURVA GRANULOMÉTRICA UTILIZADA PARA EL ANÁLISIS DE SOCAVACIÓN. ......................................................................................... 62
TABLA 18. SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN DEL LECHO DEL RIO MEDELLÍN EN EL TRAMO EN ESTUDIO .................................................................... 63
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. ZONA DEL PROYECTO VEREDA EL TOTUMO MUNICIPIO DE GIRARDOTA ............................................................................................. 10
FIGURA 2. LOCALIZACIÓN DEL MUNICIPIO DE GIRARDOTA ................................ 13
FIGURA 3. LOCALIZACIÓN DE LA VEREDA EL TOTUMO EN EL MUNICIPIO DE GIRARDOTA ............................................................................................. 14
FIGURA 4. PRECIPITACIÓN MEDIA MULTIANUAL EN EL MUNCIPIO DE GIRARDOTA ............................................................................................. 18
FIGURA 5. LOCALIZACIÓN ESTACIONES HIDROMETEOROLOGICAS CUENCA DEL RIO MEDELLIN ................................................................................. 30
FIGURA 6. CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RIO PORCE .......................................... 32
FIGURA 7. PRECIPITACION MEDIA EN LA CUENCA DEL RÍO MEDELLÍN ............. 34
FIGURA 8. CRECIENTE DEL RIO MEDELLIN ESTACION RMS-22 GIRARDOTA ..... 37
FIGURA 9. COEFICIENTES DE RUGOSIDAD DE MANNING .................................... 46
FIGURA 10. SECCIONES TRANSVERSALES UTILIZADAS EN EL MODELO HEC-RAS 49
FIGURA 11. PERFIL DE FLUJO PARA LA CRECIENTE DE DISEÑO .......................... 50
FIGURA 12. DISTRIBUCIÓN DE CAUDALES EN UNA SECCIÓN TRANSVERSAL Y PROFUNDIDES ASUMIDAS POR EL MÉTODO ...................................... 57
FIGURA 13. PERFIL DE LA SECCIÓN TEÓRICA SOCAVADA .................................... 59
FIGURA 14. SOCAVACION LATERAL DEL CAUCE .................................................... 60
FIGURA 15. SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN ABSCISA K0+860 .................... 64
FIGURA 16. GEOMETRÍA HEXÁPODOS PARA PROTECCIÓN DE ORILLAS ............ 72
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LISTA DE FOTOS
FOTO 1. CERCANÍA DEL RÍO MEDELLÍN CON ZONA INESTABLE VÍA EL TOTUMO .................................................................................................................... 11
FOTO 2. PANORAMICA DEL MUNICIPIO DE GIRARDOTA ..................................... 15 FOTO 3. VESTIGIOS DE LA ESTACIÓN HIDROMÉTRICA RMS-22 GIRARDOTA ... 41 FOTO 4. CARACTERÍSTICAS DE RUGOSIDAD DE LAS MÁRGENES DEL RIO
MEDELLÍN – SECTOR EL TOTUMO .......................................................... 47 FOTO 5. RASTROS DE CRECIENTES DEL RIO MEDELLÍN EN EL SECTOR DEL
VIADUCTO .................................................................................................. 53 FOTO 6. FENÓMENO DE SOCAVACIÓN LATERAL DEL CAUCE ASOCIADO AL RÍO
MEDELLÍN. ................................................................................................. 54 FOTO 7. CORONA DEL DESLIZAMIENTO QUE SE LOCALIZA EN EL SEGMENTO
OCCIDENTAL DE LA ZONA DE ESTUDIO. ................................................ 65 FOTO 8. AGRIETAMIENTOS SOBRE LA LADERA ASOCIADOS AL
DESLIZAMIENTO QUE SE LOCALIZA EN EL SEGMENTO OCCIDENTAL DE LA ZONA DE ESTUDIO. ....................................................................... 65
FOTO 9. AGRIETAMIENTOS Y HUNDIMIENTOS SOBRE LA VÍA QUE COMUNICA EL CASCO URBANO MUNICIPIO DE GIRARDOTA CON LA VEREDA EL TOTUMO ..................................................................................................... 66
FOTO 10. VIVIENDA LOCALIZADA SOBRE EL MARGEN DERECHO DEL RÍO MEDELLÍN EN CERCANÍAS DEL DESLIZAMIENTO DEL SEGMENTO OCCIDENTAL DE LA ZONA DE ESTUDIO. ................................................ 66
FOTO 11. CORONA DEL DESLIZAMIENTO DEL SEGMENTO CENTRAL DE LA ZONA DE ESTUDIO. ............................................................................................. 67
FOTO 12. AGRIETAMIENTOS EN EL MURO DE GAVIONES REVESTIDO EN CEMENTO CONSTRUIDO PARA MITIGAR EL DESLIZAMIENTO DEL SEGMENTO CENTRAL DE LA ZONA DE ESTUDIO. ................................. 67
FOTO 13. MURO EN GAVIÓN Y SEGMENTO DE LA CORONA DEL DESLIZAMIENTO DEL SEGMENTO CENTRAL DE LA ZONA DE ESTUDIO. ......................... 68
FOTO 14. AGRIETAMIENTOS SOBRE LA VÍA QUE COMUNICA LA CABECERA DEL MUNICIPIO DE GIRARDOTA CON LA VEREDA EL TOTUMO. ................. 68
FOTO 15. ENROCADO DE PROTECCIÓN DE LA MARGEN DERECHA DEL RÍO MEDELLÍN .................................................................................................. 71
FOTO 16. COLOCACIÓN DE HEXÁPODOS PARA PROTECCIÓN DE ORILLAS ...... 72
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LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1.0 CÁLCULO NIVELES DE FLUJO DURANTE CRECIENTES RIO MEDELLÍN ANEXO 2.0 PERFILES Y NIVELES DE FLUJO DURANTE CRECIENTES RÍO MEDELLÍN ANEXO 3.0 CÁLCULO DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN RÍO MEDELLÍN ANEXO 4.0 SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN RÍO MEDELLÍN ANEXO 5.0 ESPECIFICACIONES TECNICAS HEXÁPODOS
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INTRODUCCIÓN
El municipio de Girardota contempla dentro de su Plan de Desarrollo Municipal “Gestión y Progreso para volver a creer 2012 – 2015”, en el componente “Gestión del riesgo de desastres”, el programa de “Inventarios” y el proyecto “Estudios para prevenir la amenaza”, liderado por la Secretaría de Infraestructura, con el fin de realizar los estudios técnicos necesarios para identificar las zonas del municipio que presentan algún tipo de amenaza natural o antrópica.
Por ello, el Municipio adjudicó a SANEAR S.A. el Contrato de consultoría N° 443 de 2014, para realizar los estudios y diseños geológicos, geotécnicos, hidráulicos y estructurales de 1 km de vía en la vereda El Totumo.
El alcance del presente Proyecto es, recopilar, revisar y analizar la información disponible tanto geológica como geotécnica y topográfica de la zona. Igualmente, se revisará la información disponible referente a las condiciones físico - mecánicas típicas del perfil del subsuelo en la zona y se realizará un reconocimiento geológico general del área de interés, además de la exploración del subsuelo, ensayos de laboratorio y levantamiento topográfico del corredor de la vía con el propósito de ubicar las estructuras de diseño.
Para la zona objeto del proyecto, el trabajo será desarrollado en dos etapas: la primera será realizar el Diagnóstico y alternativas de solución de la zona afectada que corresponde a un tramo de vía de 1 kilómetro de longitud y un ancho de 100 metros hasta el río Medellín, y la segunda será el Diseño de las obras requeridas para el mejoramiento de la situación encontrada, acatando los parámetros de calidad exigidos por la normatividad aplicable.
Finalmente, los productos resultantes de las actividades desarrolladas durante la ejecución del proyecto son: informes generales de Diagnóstico y Diseño de la alternativa seleccionada para las obras de contención, y de drenaje superficial y subsuperficial necesarios para la estabilización de la banca de la vía.
Durante la ejecución del proyecto se realizarán reuniones con el Municipio de Girardota y CORANTIOQUIA para evaluar y aprobar parámetros de diseño en diferentes aspectos relacionados con las etapas de diagnóstico, análisis de alternativas y diseño.
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Cabecera municipal
Vereda el Totumo
1. CONTEXTO DEL PROYECTO
La vía a la vereda El Totumo en el municipio de Girardota viene siendo afectada desde hace varios años por procesos de inestabilidad de suelos que han comprometido el paso vehicular y la infraestructura de servicios públicos de los habitantes del sector. Uno de los posibles agentes naturales que puedan haber contribuido con el deterioro de la banca de la vía, es la socavación de la margen derecha del río Medellín, cuya llanura de inundación ha sido restringida por la construcción de diques perimetrales en la margen izquierda, incrementando muy posiblemente la velocidad de flujo en este tramo, durante la ocurrencia de crecientes excepcionales.
El proceso de socavación asociada al tránsito de las crecientes por este sector, puede estar generando el “lavado” de la base del talud comprendido entre la banca de la vía y la margen derecha del río, cuya base además se satura con agua con un nivel importante, y una vez pasa la creciente, ese proceso de drenaje rápido del suelo, pueda ocasionar esfuerzos importantes que comprometan la estabilidad del talud, que sirve de soporte a la banca de la vía. En la FIGURA 1 se muestra el sector del río Medellín, en el tramo de un (1) km de la vía El Totumo que se encuentra con problemas de desestabilización.
FIGURA 1. ZONA DEL PROYECTO VEREDA EL TOTUMO MUNICIPIO DE GIRARDOTA
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Una de las manifestaciones de una posible afectación del proceso de socavación de la margen derecha del río Medellín sobre la estabilidad del talud adyacente a la banca de la vía El Totumo, se evidenció en los últimos años, cuando la tubería de conducción del acueducto Municipal colapsó, y fue necesario construir un viaducto para restablecer este servicio. En la FOTO 1 se muestra el sitio del viaducto, en cercanías del río Medellín, contiguo a una de las zonas inestables de la vía El Totumo en el municipio de Girardota.
FOTO 1. CERCANÍA DEL RÍO MEDELLÍN CON ZONA INESTABLE VÍA EL TOTUMO
Para el análisis de esta situación y el diseño de una alternativa de solución, se requieren adelantar estudios y diseños geológicos, geotécnicos, hidrológicos, hidráulicos y estructurales de 1 km de vía en la vereda El Totumo.
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2. OBJETIVOS, ALCANCES Y METODOLOGÍA DE TRABAJO
En este documento se presentan los estudios hidrológicos, hidráulicos y de socavación del cauce del río Medellín, en el sector riberano de la vía al Totumo en el municipio de Girardota. Para los estudios hidrológicos se contó con los datos proporcionados por Empresas Públicas de Medellín E.S.P. (EPM), complementada con información cartográfica suministrada por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC).
Para la cuenca del río Medellín, se contó con los registros de caudales medios, mínimos y máximos mensuales multianuales, registrados en la estación RMS-22 Girardota (código 2701803), localizada en las inmediaciones del sitio riberano a la vía El Totumo.
Para los estudios de niveles de inundación del río Medellín en el sector en consideración, se realizó el levantamiento topográfico de una franja comprendida entre la banca de la vía El Totumo (margen derecha), y el terraplén de protección contra inundaciones de la zona de explotación de materiales pétreos de PROCOPAL en la margen izquierda del río Medellín, y con base en los estimativos de crecientes con diferentes períodos de retorno, se calcularon los niveles de inundación asociados a caudales máximos asociados a períodos de recurrencia de 2.33, 5, 10, 25, 50 y 100 años, utilizando el modelo HEC-RAS, desarrollado por el Hydrologic Engineering Center de los Estados Unidos.
Los estudios de susceptibilidad a la socavación del lecho del río Medellín en el sector riberano a la vía El Totumo, se adelantó teniendo en consideración los niveles de inundación asociados a la creciente de diseño, con período de recurrencia de 100 años, y las características granulométricas del material del lecho en el sector.
Como herramientas proporcionadas por el presente estudio, los datos obtenidos se resumen en tablas generales y específicas, además se presentan mapas y esquemas cartográficos.
Al final se presentan las conclusiones y recomendaciones con respecto al tema central del presente estudio.
2.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar los estudios hidrológicos, hidráulicos y de susceptibilidad a la socavación del lecho y las márgenes del río Medellín, en el sector riberano de la vía El Totumo, localizada en la zona suroriental del municipio de Girardota.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar los caudales máximos para la cuenca del río Medellín hasta el sector riberano a la vía El Totumo.
Determinar los niveles que alcanzaría la creciente de diseño del río Medellín, con período de retorno de 100 años, para conocer las condiciones de flujo y determinar la susceptibilidad a la socavación del lecho del río y de sus márgenes.
Proporcionar herramientas que conduzcan al diseño de las obras de protección de la margen derecha del río Medellín, colindante con la banca de la vía El Totumo, de acuerdo con los problemas identificados.
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3. MARCO DE REFERENCIA PARA EL ESTUDIO 3.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA
El Municipio de Girardota está situado al norte de la ciudad de Medellín, en el Valle de Aburrá, una de las nueve regiones en las que se divide cultural y geográficamente el departamento de Antioquia. Limita por el norte con los municipios de San Pedro de los Milagros y Donmatías, por el este con los municipios de Barbosa y San Vicente Ferrer, por el sur con los municipios de Barbosa y Guarne y por el oeste con el municipio de Copacabana.
Este municipio es atravesado por el rio Medellín y poseía una población urbana de 25.011 habitantes, y una población rural de 17.555 habitantes según el censo del 2005, distribuidos en 25 veredas.
Fue hasta hace 25 años, un territorio netamente agrícola, dedicado a la producción panelera; pero hoy cuenta con un sector industrial sólido, que le suministra aproximadamente la tercera parte de sus ingresos. Otra fuente de ingresos para el Municipio está representada en las fincas de veraneo, y en ser un centro de peregrinaje muy concurrido, gracias al Santuario del Señor Caído.
Sus principales sitios de interés son La Catedral Nuestra Señora del Rosario, Parroquia de San Esteban, Casas del Casco Histórico, Casa de la Familia Londoño, Casa de arquitectura Antioqueña contiguo a la parroquia, Vereda San Andrés, Trapiches Paneleros, Cascadas de la Quebrada El Salado, Cuenca hidrográfica La Ortega, Vertiente Oriental y Occidental. Ver FIGURA 2
FIGURA 2. LOCALIZACIÓN DEL MUNICIPIO DE GIRARDOTA
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El área de estudio involucra, como marco regional de referencia el Municipio de Girardota y en especial, la vereda El Totum, riberana del río Medellín, por donde pasa la vía objeto del presente trabajo. En la FIGURA 3 se presenta la ubicación de la vereda El Totumo dentro del municipio de Girardota.
FIGURA 3. LOCALIZACIÓN DE LA VEREDA EL TOTUMO EN EL MUNICIPIO DE GIRARDOTA
3.2 ASPECTOS BIOFÍSICOS REGIONALES
El municipio de Girardota se encuentra al norte del Valle de Aburra entre los 1350 y 2335 msnm, tiene 80,32 km2 de extensión e involucra las veredas El Barro, El Cano, El Palmar, El Paraíso, El Socorro, El Totumo, El Yarumo, Encenillos, Jamundi, Juan Cojo, La Calera, La Holanda, La Mata, La Matica, La Meseta, La Palma, Las Cuchillas, Loma de Los Ochoa, Manga Arriba, Mercedes Abrego, Portachuelo, Potrerito, San Andrés, San Diego y San Esteban, en las zonas de vida Bosque húmedo premontano (bh-PM)
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con temperaturas de 18ºC a 24°C y altitudes de 1.000 a 2.000 msnm; y Bosque húmedo montano bajo (bh- MB) con biotemperaturas de 12 a 18°C y altitudes de 2000 a 3000 msnm. Para ambas zonas el promedio anual de lluvias está entre los 1000 y los 2000 mm/año. Ver FOTO 2.
FOTO 2. PANORAMICA DEL MUNICIPIO DE GIRARDOTA
3.2.1 Ecología
3.2.1.1 Medio natural
El territorio que conforma el municipio de Girardota presenta las siguientes características bióticas.
Zonas de vida Las zonas de vida que están emplazadas en el municipio son: Bosque húmedo Premontano (bh-PM): Esta zona de vida se localiza en la faja altitudinal de los 1.000 a los 2.000 msnm, y se caracteriza por tener una temperatura promedio entre 18 y 24°C y un promedio anual de lluvias entre los 1.000 y 2.000 mm/año. En el municipio de Girardota, esta zona de vida ocupa la mayor parte del área urbanizada, emplazada en la faja altitudinal de los 1.400 y los 1.700 msnm. Esta zona de vida en las partes planas u onduladas de las formaciones aluviales o coluviales, desde antaño presentan su importancia en la actividad pecuaria, sus nombres de Hato grande, Hato viejo, El Hatillo y San Juan de la Tasajera, así lo indican. En la actualidad esta zona de vida presenta una problemática ambiental, debido al inadecuado uso de la tierra, sobre todo en las márgenes del río Medellín, que no tiene ningún tipo de protección, que mitigue, prevenga y controle la erosión lineal y mantenga la estacionalidad hidrológica, además se presenta una problemática social con todas las ocupaciones ilegales en los territorios en las vecindades de la línea férrea.
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Bosque muy húmedo premontano (bmh- PM): Esta zona de vida se localiza en la faja altitudinal de los 1.000 a los 2.000 msnm, y se caracteriza por tener una temperatura promedio entre 18 y 24°C y un promedio anual de lluvias entre los 2.000 y 4.000 mm/año. En el municipio de Girardota, esta zona de vida se presenta en una faja angosta, entre los 1700 msnm y los 1900 msnm. De la vegetación natural propia de esta zona de vida no quedan relictos en el Valle de Aburrá. La cobertura vegetal actual está constituida por pastos introducidos que se mantienen mediante deshierbas periódicas para un pastoreo extensivo de ganado bovino de cría y en algunas partes de leche. Además existen otras actividades agropecuarias tales como: avícolas, porquerizas y cultivos agrícolas como pequeñas plantaciones de café y plátano, en otra época se tenían cítricos, los cuales desaparecieron probablemente por efecto de la contaminación y de las condiciones de alta precipitación. En esta zona es común la tenencia de la tierra tipo minifundio, dedicadas básicamente a las fincas de recreo que como unidades de producción son frecuentes en este sitio del Valle de Aburrá. La subdivisión predial ha ido transformando el paisaje rural, en especial a lo largo de los caminos.
Bosque húmedo montano bajo (bh-MB): Esta zona de vida se localiza en la faja altitudinal de los 2.000 a los 3.000 msnm, y se caracteriza por tener una temperatura promedio entre 12 y 18°C y un promedio anual de lluvias entre los 1.000 y 2.000 mm/año. En el municipio de Girardota, esta zona de vida ocupa los territorios más secos de las vertientes, es decir de la cota 2.000 msnm hacia la divisoria de aguas. En esta zona de vida se ha desarrollado por tradición una agricultura intensiva de hortalizas, con altos insumos de abonos orgánicos (gallinaza) y varios agronómicos para el control de enfermedades y plagas. En los últimos lustros se están cultivando mora, fique, cebolla, etc. Bosque muy húmedo montano bajo (bmh-MB): Esta zona de vida se localiza en la faja altitudinal de los 2.000 a los 3.000 msnm, y se caracteriza por tener una temperatura promedio entre 12 y 18°C y un promedio anual de lluvias entre los 2.000 y 4.000 mm/año. En el municipio de Girardota, esta zona de vida ocupa los territorios de la cota 2.000 msnm hacia la divisoria de aguas, donde las precipitaciones superan los 2.000 mm/año. En varios sitios de esta zona de vida se presenta una asociación atmosférica debida a la presencia casi constante de nieblas, fenómeno que produce el efecto de mayor precipitación de lo que realmente puede ocurrir. Igual a la zona de vida anterior el uso de la tierra lo constituyen los cultivos agrícolas Cebolla, tomate de árbol, fique, etc. y la ganadería de leche. La zonificación ambiental de zonas de vida propuesta por L.R. Holdridge, es una combinación de varios factores bióticos, que describen particularmente el clima y la altitud de un territorio. Para efectos del desarrollo turístico esta zonificación ambiental, permite interpretar una gran oferta natural en el Municipio de Girardota.
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3.2.2 Recurso agua
El recurso agua para el municipio se censa por medio de las unidades territoriales llamadas cuencas hidrográficas. Las principales cuencas hidrográficas en el municipio de Girardota se encuentran relacionadas en la TABLA 1.
TABLA 1. PRINCIPALES CUENCAS HIDROGRAFICAS DEL MUNICIPIO DE GIRARDOTA
CUENCA TAMAÑO (Km
2 ) VERTIENTE
El Salado 24.84 Oriental
Vega Rio 11.42 Central
Juan Cojo 4.61 Oriental
María Ignacia 4.80 Occidental
El Limonar 3.09 Occidental
La Silva 2.32 Occidental
Caimito 1.51 Occidental
Portachuelo 1.49 Occidental
El Incendio 1.30 Occidental
La Correa 1.22 Occidental
Fulgencio Gómez 1.17 Oriental
El Indio 0.80 Occidental
Las Ortegas 0.38 Occidental
El Tábano 0.50 Oriental
La Sapera 0.40 Oriental
Las cuencas del municipio presentan un alto grado de contaminación, que se va incrementando a medida que se desciende altitudinalmente, particularmente de la cota 1700 msnm hacia abajo, cuando se incrementa la densidad poblacional. Las principales causas de contaminación son las inadecuadas prácticas de disposición de los residuos sólidos y líquidos. Esta problemática ambiental dificulta el desarrollo de la actividad turística en el municipio, sobre todo donde el ecosistema es tan frágil por las alteraciones producidas por prácticas antrópicas. 3.2.3 Climatología regional
El clima de la hoya hidrográfica del río Medellín, comprendido dentro de los climas de régimen tropical o ecuatorial de montaña, está caracterizado principalmente por dos fenómenos, a saber: pequeña variación de temperaturas medias en el transcurso del año, y presencia de dos épocas de máximas precipitaciones pluviales, con dos épocas intermedias de menor precipitación, una de las cuales puede llegar a constituir una época seca. 3.2.3.1 Temperatura
En la parte central de la hoya del río Medellín, la temperatura media anual es de 22 °C, con medias máximas y mínima de 29 y 16 °C, respectivamente. Lo normal es que oscile entre 18 y 26 °C.
18
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
450,00
500,00
Promedio
maximo
minimo
3.2.3.2 Precipitación en el municipio de Girardota
La precipitación promedia en el municipio de Girardota puede estar bien representada por los registros de precipitación de la estación pluviométrica Girardota, ubicada en la cabecera municipal, a los 1.350 msnm, con información desde el año 1959 hasta el presente. Para el periodo de registros disponibles, se tiene una precipitación media anual de 1665 mm, con un valor máximo de 2.952 mm, en el año 1985, y un valor mínimo de 1.073 mm, para el año 1997. Durante todo este periodo no se cuenta con los datos para los años 1986 y 1987, que corresponden a un periodo seco. En la siguiente tabla se presentan los valores totales mensuales registrados a lo largo de la historia de registros de dicha estación.
En la FIGURA 4, se muestra el comportamiento mensual multianual de la precipitación en la estación pluviométrica Girardota en los últimos cincuenta y cuatro años de registro que posee esta estación. En esta zona se presenta un régimen de precipitación bimodal a lo largo del año, con una primera estación más seca, comprendida en los meses de diciembre y marzo, una primera temporada de mayor precipitación entre los meses de abril y mayo, seguida por un veranillo en los meses de junio y julio. La segunda temporada de lluvias se inicia en el mes de agosto y termina en el mes de noviembre. Ver TABLA 2.
FIGURA 4. PRECIPITACIÓN MEDIA MULTIANUAL EN EL MUNCIPIO DE GIRARDOTA
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Ano enero febrero marzo abril mayo junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre Total
1959 24 0 66,6 161,4 240 188,4 164,6 132,4 251,3 207 159,6 11,2 1606,5
1960 37,6 33 98 149,8 169 121,8 176,8 156,8 315,4 235,2 276,4 131,8 1901,6
1961 108,4 134,2 100,2 177,6 22,4 124,6 117,6 188 170,7 43,8 1187,5
1962 47,8 17,2 108,4 143,7 370,3 282,4 81,9 169,5 177,5 172,2 153,3 66,2 1790,4
1963 27,5 116,2 147,6 253,1 170,3 165,6 114,3 152,9 155,4 210,2 175,7 25,7 1714,5
1964 28 22,4 42,9 201,9 149,1 155,4 207,4 175,1 152 227,4 145,8 37,5 1544,9
1965 27,6 44,9 60,6 53,9 238,2 66,9 60,5 99,5 168,1 202,6 187,3 44,4 1254,5
1966 43,9 51,8 95,6 144,9 148,9 182,1 85,3 300,3 154,8 170,3 176,4 54,4 1608,7
1967 30,6 96,4 68,9 161,9 162,3 206,7 148,9 137,2 131,9 148,5 116,9 39,6 1449,8
1968 32 47,4 118 112,7 180,3 194 155,9 99,3 247 141,1 115,4 40 1483,1
1969 46 48,2 31,5 187 156,1 143,8 45,2 285,2 199,4 238,5 140,6 38,5 1560,0
1970 66,4 17,2 73,8 188,6 286 137 111,7 146,3 233,7 276,7 206,8 101,8 1846,0
1971 130,1 128,7 223 120,9 303,4 181,9 153,9 299 245,9 235,1 68,9 37,2 2128,0
1972 99,8 48,6 62,5 203,9 359,8 147,8 108,4 134,1 112 231,2 129,9 58,1 1696,1
1973 21,3 12,8 82,4 115 194 240,2 148,7 254,9 242,8 147,4 130,4 135,5 1725,4
1974 52,9 67,6 85,3 196,9 126,5 153,3 194,3 253,1 368,1 205,2 127,4 24,3 1854,9
1975 36,1 136,2 134,6 96,9 190,1 213,7 261 286 205 155 197 111 2022,6
1976 51 38 69 209 107 138 28 90 80 261 48 44 1163,0
1977 15 53 55 135 161 162 160 150 240 225 99 22 1477,0
1978 42 40 265 405 215 201 178 112 137 205 124 50 1974,0
1979 9 25 114 136 121 124 94 79 128 154 91 28 1103,0
1980 41 10 28 52 204 159 129 87 239 260 112 124 1445,0
1981 8 25 65 180 330 253 164 209 219 188 126 29 1796,0
1982 57 122 144 355 291 120 133 157 182 412 159 15 2147,0
1983 7 26 79 193 94 89 159 104 206 220 258 209 1644,0
1984 131 74 34 123 289 185 56 57 240 312 182 97 1780,0
1985 21 188 192 225 469 206 251 413 331 384 202 70 2952,0
1986
1987
1988 16 29 33,3 127,7 132,9 121,2 128,8 425,8 221,9 203,3 261 112 1812,9
1989 72,5 42,3 143,2 111,9 208 157,3 72 198,4 279,6 184,5 65,9 115,3 1650,9
1990 32,6 52,9 72,9 225 139,8 112,4 127,2 91,1 188,7 365,9 102,5 36,8 1547,8
1991 19,8 21,9 68,4 115,7 163,9 163,1 88,8 63,9 90,1 175,4 200,8 67,5 1239,3
1992 9,7 14,1 45,8 57,8 181,1 94,4 170,4 206,5 247,1 136,5 145,3 105,4 1414,1
1993 86 8,2 177,1 250 210,2 14,7 69,7 89,1 265,6 164,1 329,2 80,6 1744,5
1994 7 79,6 93,7 228,8 101,1 97,4 83 214,6 123,1 154,4 115,5 19,3 1317,5
1995 11,12 17,05 78,75 189,91 268,44 282,22 320,01 284,39 136,73 212,17 88,21 121,31 2010,3
1996 38,71 128,71 175,67 150,2 303,37 196 105,59 166,33 138,74 163,42 163,88 79,2 1809,8
1997 56,2 67,37 85,69 111,91 86,43 171,07 32,32 53,4 157,11 92,06 152,24 6,94 1072,7
1998 10,61 26,22 73,82 145,47 234,32 152,41 247,91 188,18 268,05 255,33 115,73 161,92 1880,0
1999 92,3 153,35 143,51 155,82 220,9 190,25 96,94 79,15 259,43 259,5 117,68 112,12 1881,0
2000 40,79 58,35 67,54 126,06 240,19 267 161,44 93,7 215,36 185,33 78,13 90,34 1624,2
2001 48,04 34,51 64,73 68,12 115,82 103,62 192,27 23,37 168,36 161,19 107,77 63,73 1151,5
2002 11,93 43,68 60,71 196,85 155,69 130,29 88,37 90,42 105,94 170,18 65,21 117,67 1236,9
2003 5,06 90,39 144,11 126,24 164,53 245,79 55,42 148,82 187,97 155,55 157,45 110,43 1591,8
2004 52,84 68,56 90,4 140,19 216,91 86,62 250,71 104,89 215,91 284,98 220,72 35,3 1768,0
2005 25,13 21,83 39,34 145,76 254,75 142,24 99,55 77,94 141,41 255,02 176,02 72,64 1451,6
2006 22,85 17,02 135,88 199,13 280,14 137,93 78,72 159,47 159,52 187,17 201,65 60,97 1640,5
2007 24,12 7,37 116,08 291,07 371,31 105,16 144,5 205,74 195,16 388,03 77,45 77,45 2003,4
2008 78,23 108,45 153,15 94,99 263,15 231,62 235,7 295,9 151,57 303,84 150,86 27,68 2095,1
2009 91,7 62,47 132,84 140,21 160,77 120,13 71,61 179,32 74,42 227,31 104,14 53,09 1418,0
2010 18,55 26,67 56,13 146,81 258,32 263,65 255,78 249 316,42 220,28 188,01 135,02 2134,6
2011 59,43 97,54 209,55 423,92 132,07 218,7 147,83 175,25 122,16 218,45 186,71 146,54 2138,2
2012 79,23 12,71 109,97 257,32 272,56 64,52 75,16 56,14 19,29 74,67 45,72 10,41 1077,7
2013 6,6 16,76 28,43 50,05 104,14
Promedio 41,36 53,78 99,13 168,24 208,80 162,79 134,48 165,10 190,95 215,60 148,02 71,32 1664,8
maximo 131,00 188,00 265,00 423,92 469,00 282,40 320,01 425,80 368,10 412,00 329,20 209,00 2952,0
minimo 5,06 0,00 28,00 50,05 86,43 14,70 22,40 23,37 19,29 74,67 45,72 6,94 1072,7
TABLA 2. PRECIPITACIÓN MEDIA ESTACION GIRARDOTA
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3.2.4 Geología El municipio de Girardota, ubicado al norte del valle de Aburrá, presenta un relieve montañoso, de vertientes largas, escarpadas en las partes altas y con cimas agudas, las cuales limitan con zonas de colinas que conforman los altiplanos de Donmatías al norte y de Rionegro al sur. Desde la zona media-alta, donde hay un marcado quiebre de pendiente, hasta el pie de la vertiente, la pendiente se suaviza a causa de la formación de abanicos asociados a depósitos de flujo. Hacia la base de las vertientes se observa como los depósitos, continuos a lo largo del abanico, en ocasiones se interdigital con las terrazas aluviales del río Aburrá. Desde el occidente del municipio hacia su zona central, el cauce del río Aburrá corre en sentido oeste-este. En cercanías al costado noroccidental de la zona urbana, el cauce del río cambia su curso y corre en sentido sur-norte, a lo largo de una distancia aproximada de un kilómetro. A partir de este punto, el río cambia nuevamente su curso en sentido nor-este hasta llegar al límite con el municipio de Barbosa. En el municipio de Girardota, el río ha generado niveles de terrazas amplias y de espesor considerable, las cuales se presentan parcialmente disectadas por las quebradas afluentes del río. La roca fresca se observa principalmente en la parte alta de las vertientes montañosas y en algunas colinas que sobresalen en los niveles más bajos de las vertientes. En la parte alta de las vertientes sur y norte, la litología corresponde al Batolito Antioqueño (hacia el este) y las anfibolitas (hacia el oeste). En las zonas media a baja de estas vertientes son comunes los depósitos de flujo que frecuentemente se encuentran cortados o cubiertos por depósitos aluviotorrenciales. Los depósitos aluviales de mayor importancia son los asociados al río Aburrá, ubicados hacia la base de las vertientes. En este contexto, las unidades geológicas que afloran en el municipio corresponden a rocas metamórficas del Complejo Cajamarca, representadas por los Esquistos de Cajamarca (TReC) y el grupo El Retiro con las Anfibolitas de Medellín (TRaM). Aflora además, haciendo parte de los intrusivos cretáceos las rocas del Batolito Antioqueño (KcdA) y los depósitos recientes, tanto de vertiente como aluviales. Esquistos de Cajamarca (TReC). En el sector el Totumo, en muestra de mano esta unidad corresponde a esquistos micáceos donde el principal mineral constituyente es la mica tipo moscovita que alcanza tamaños de tres a cuatro centímetros. Además aparecen cuerpos de gneis cuarzo-sericíticos, con abundantes micas, donde la textura está definida por lentes de cuarzo. En menor proporción se observan, frente a la finca Villa Isabel, paquetes delgados de esquistos negros. En este sitio, los esquistos negros están fracturados, altamente plegados, son intruidos por diques de cuarzo y se encuentran intercalados con esquistos micáceos y gneis. En la vereda María Paulina Vélez, vía a San Pedro, una compleja intercalación de rocas con textura esquistosa y gnéisica están afectadas por zonas de fallas frágil y dúctil. La roca predominante corresponde al gneis, el cual está constituido por cuarzo, y pocas cantidades de micas. Adicionalmente, se observa una roca con textura granítica, equigranular, constituida por hornblenda y feldespato. La presencia de estructuras tipo augen es común y en general las rocas con textura esquistosa siguen la dirección de la cizalla. En estas rocas son comunes algunas intrusiones y diques de cuarzo.
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Al este del municipio de Girardota, las anfibolitas se encuentran intercaladas con paquetes de esquistos y gneises, tanto en la vertiente norte como en la vertiente sur. No obstante en la escala de trabajo 1:10.000, sólo el cuerpo de anfibolita es cartografiable. En sitios puntuales como en la vertiente norte, entre las fincas Villa Isabel y Campo Verde, vereda El Totumo, predominan sobre el cuerpo de anfibolita, intercalaciones de esquistos micáceos y en menor proporción gneis cuarzo micáceo. En la vertiente sur, en la vereda San Esteban a la altura del estadero Tres Esquinas, se encuentra un paquete de gneis, intruido por diques básicos. En esta zona es notable también la presencia de delgados lentes de anfibolita. En la parte alta de la vía que de la vereda Portachuelo conduce al municipio de San Pedro, se observa una serie de paquetes de rocas con texturas gnéisica y esquistosa, además de rocas cuya composición y textura corresponden a un gabro. Perfil de Meteorización. Los esquistos micáceos de la vereda El Totumo desarrollan horizontes de meteorización V y IV. Ver TABLA 3.
TABLA 3. PERFIL DE METEORIZACIÓN TREC – MUNICIPIO DE GIRARDOTA
Horizonte V Corresponde a un saprolito con intercalaciones de color gris, amarillo y blanco. Posiblemente debido a intercalaciones del esquisto con anfibolita. Conserva la textura esquistosa y son abundantes las micas. En general desarrolla espesores hasta de un metro
Horizonte IV Esta roca conserva la textura esquistosa y son abundantes las micas (moscovita) que alteradas toman un color rojizo. El color se presenta con intercalaciones rojas y amarillas. Este horizonte puede alcanzar 3,5 m de espesor. Las intercalaciones de gneis y esquisto observadas en la vereda María Paulina Vélez, presentan variaciones en el color entre rojo y amarillo rojizo. Son rocas altamente fracturadas con presencia de milonita y se han clasificado como horizonte IV del perfil de meteorización
Estructuras
Vereda El Totumo Esquistos con intercalaciones de anfibolita, dirección de foliación
N35ºE/65ºNW
Estadero Tres Esquinas, vereda San Esteban
Gneis con intrusiones básicas. Foliación
N42ºE/V
Vereda El Totumo, a 20 m de la entrada a la finca Villa Isabel
Intercalaciones de esquisto gneis Esquistosidad Foliación
N55ºE/75ºNW N60ºE/80ºNW
Vereda María Paulina Vélez, a 50 m de la estación
Zona de cizalla S35ºW/72ºNW
Vereda María Paulina Vélez
Zona de cizalla con milonita N22ºW/72ºNE
Anfibolitas de Medellín (TRaM). Corresponde a las rocas del Grupo El Retiro. Los minerales presentes en la anfibolita son: feldespato y hornblenda, con variaciones composicionales detectadas por la relación de minerales claros (feldespato) y minerales oscuros (hornblenda). Las rocas predominantes son anfibolitas, donde el mineral
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constituyente en mayor proporción es el anfíbol. Estas rocas presentan un color oscuro, los anfíboles alcanzan tamaños milimétricos generando en muestra de mano un brillo vítreo. Rocas con estas características, en estado fresco, se encuentran usualmente en las partes más altas de las vertientes o en bloques que han sido involucrados en depósitos de flujo de la parte media a baja de la vertiente. En las anfibolitas, en proceso de meteorización, la relación feldespato/anfíbol muestra claramente las variaciones composicionales de este cuerpo, donde la cantidad de feldespato presente se ha estimado en 50%. En el municipio de Girardota, los cuerpos de anfibolita se localizan en ambas márgenes del río. En la margen izquierda, límite con el municipio de Copacabana (al este), veredas Juan Cojo, Manga Arriba y El Totumo, el cuerpo de anfibolitas se presenta como la unidad predominante. En la margen derecha, también hacia el límite con el municipio de Copacabana y en las partes altas de la vertiente, predominan los cuerpos de anfibolita. Los afloramientos de mayor importancia se encuentran en: vereda El Totumo, en la vía que conduce a la finca Acacias; vereda Manga Arriba, cerca a la unidad básica; vereda San Esteban, entre el estadero Tres esquinas y la escuela rural San Esteban; vereda La Holanda Parte Alta y en la vía que conduce a los municipios de San Pedro y Don Matías, vereda María Paulina Vélez. Perfil de Meteorización. La unidad anfibolita ha generado los seis horizontes de meteorización propuestos por Dearman (1991). Estos horizontes pocas veces son continuos entre si, por ejemplo, es común observar sobre un horizonte III o IV el desarrollo de un horizonte VI. Ver TABLA 4.
TABLA 4. PERFIL DE METEORIZACIÓN TRAM – MUNICIPIO DE GIRARDOTA
Horizonte VI La granulometría en este horizonte varía desde limo hasta suelos arcillosos, con diferentes tonalidades de colores amarillo rojizo y amarillo pardusco. En algunos sectores son comunes las bandas de caolín, debido a la meteorización del feldespato. La consistencia es moderada y alcanza espesores hasta de cuatro metros.
Horizonte V La granulometría consiste de arena fina y variaciones a limo. El color característico es gris con motas blancas; donde la meteorización de los feldespatos en el saprolito permite evidenciar la textura original de la roca. Los espesores de este horizonte alcanzan tres metros.
Horizonte IV Consiste de una roca masiva, con foliación definida por anfíboles y feldespato. El feldespato está altamente meteorizado formando caolín e imprimiéndole a la roca una apariencia o coloración blanca, conservando el núcleo de la roca fresco y de color gris. Sobre las superficies de las diaclasas se han generado patinas con colores rojizos y negro. El máximo espesor observado es de 1,5 m y en conjunto con el horizonte III puede alcanzar cinco metros.
Horizonte III La roca fresca predomina sobre la roca alterada, siendo notables los cambios de color en cercanía a las discontinuidades de la roca, donde se generan patinas espesas de color negro y amarillo rojizo. En algunos afloramientos este horizonte puede alcanzar 2,5 m de espesor.
Horizontes I y II Los horizontes I y II, se encuentran en general en la parte alta de las vertientes. En estos horizontes la roca está en estado fresco, es masiva, de color oscuro casi negro. Sobre las superficies delimitadas por los sistemas de diaclasas hay un leve cambio a un color rojizo o negro.
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Contactos litológicos. El contacto de esta unidad con el Batolito Antioqueño se observa al norte en la vereda Juan Cojo, a la altura de la finca El Naranjal, donde una serie de cuerpos graníticos intruyen el cuerpo de anfibolita. La anfibolita y la roca granítica en esta zona se encuentran en horizontes de meteorización V y VI.
En la vertiente sur, desde el oeste, límite con el municipio de Barbosa y en dirección este hasta la vereda San Esteban, se observan las rocas graníticas del Batolito Antioqueño. A partir de la vereda San Esteban hacia el límite con el municipio de Copacabana, se observa la anfibolita como unidad predominante. El contacto en esta zona se encuentra como un cambio litológico observado en la vía principal de la vereda San Esteban, entre el estadero Tres Esquinas y la escuela rural San Esteban. Adicional a los cuerpos de anfibolita, se han detectado una serie de diques gabroicos, grueso granulares, donde no se ha establecido su relación con el Batolito Antioqueño. Es decir, no es claro si estas intrusiones básicas corresponden a una fase temprana de cristalización del Batolito o son cuerpos independientes a este.
- Estructuras Vereda Manga Arriba Diaclasas en anfibolita con
una densidad de 20 d/m N19ºW/42ºSW
Parcelación el Limonar, Finca Fin del Afán
Diaclasas en anfibolita N20ºE/65ºSE
Vereda la Holanda, parte Baja
Diaclasas en anfibolita con una densidad de 15 d/m
S70ºW/65ºSE
Vereda la Holanda, parte alta, vía a San Pedro
Diaclasas en anfibolita N60ºE/10ºSE
Vía a San Pedro, Vereda María Paulina Vélez
Diaclasas en anfibolita con una densidad de 10 d/m
N30ºE/75ºSE
Vereda El Totumo Dirección de foliación de la anfibolita
S55ºW/70ºSE
Vereda San Esteban Diaclasa en anfibolita N40ºE/65ºNW
Batolito Antioqueño (KcdA). Corresponde a intrusivos cretáceos, estas rocas en muestra de mano deja ver una mineralogía de cuarzo, biotita, plagioclasa y anfíboles. La composición de esta unidad es bastante homogénea, y dentro del municipio se han detectado pocas variaciones texturales. En términos generales, la textura de las rocas es fanerítica y equigranular, con tamaño de grano principalmente medio a grueso. También se pueden observar variaciones en la composición de la unidad debido a la presencia de autolitos, xenolitos y diques de cuarzo. Los autolitos son rocas fino granulares, de color negro a verde muy oscuro. Los cuales se observaron en diversos afloramientos de la margen izquierda del río. En la vereda Loma de Los Ochoa, se observan una serie de xenolitos de forma alargada, los cuales presentan una textura porfídica. En los horizontes I, II y III, la roca relativamente fresca permite detectar diques de cuarzo de diferentes espesores, los cuales son comunes. Si bien el Batolito Antioqueño, se encuentra usualmente cubierto por depósitos hacia la parte baja de la vertiente, es la unidad que cubre mayor área en el municipio. Su composición es bastante homogénea, donde las diferencias importantes se deben a: cambios en el tamaño de los granos, contenido de autolitos y leves orientaciones de los minerales.
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Los afloramientos importantes de la vertiente sur del río, se ubican en: la vereda Potrerito, cerca de la unidad básica, donde las biotitas presentan cierta orientación; la vía que conduce de la autopista norte a la vereda El Chiquero, roca fresca; la vereda La Calle, donde se observa la unidad en diferentes horizontes de meteorización; la vereda La Matica parte baja y el sector Los Gallego, donde se observó como suelos residuales y saprolitos (horizontes V y VI); la Loma de Los Ochoa, donde se puede observar en algunos taludes de la vía, de espesor considerable, los diferentes horizontes de meteorización, predominando las rocas frescas (horizontes I y II) en la parte alta de la vertiente y los saprolitos o suelos residuales en la parte baja de la misma; en la vereda La Matica Parte Alta, se observan múltiples autolitos en forma alargada, los cuales pueden ocupar más del 40 % de la roca; por último, en las veredas San Esteban y La Mata, las biotitas presentan una leve orientación. En la vertiente norte, los afloramientos importantes se encuentran en la vereda El Barro, donde se observa la roca fresca sobre el cauce de la quebrada El Salado y en la vereda Manga Arriba y Juan Cojo, en las cuales predominan los saprolitos y suelos residuales. Perfil de Meteorización. El perfil de meteorización tiene variaciones en las características de los horizontes, algunas de ellas influenciadas por la presencia de autolitos, diques y cambios texturales y composicionales del Batolito Antioqueño. Las dimensiones de esta unidad permiten desarrollar perfiles de meteorización diversos y profundos, donde predominan los horizontes I, II, V y VI. Entre los horizontes intermedios III y IV, la meteorización esferoidal no permite hacer una clara diferenciación entre ambos. Lo anterior, debido a la dificultad para establecer el porcentaje aproximado de roca fresca, respecto a la meteorizada. Ver TABLA 5.
TABLA 5. PERFIL DE METEORIZACIÓN KCDA – MUNICIPIO DE GIRARDOTA Horizonte VI En esta región del valle, los suelos residuales del Batolito Antioqueño
presentan dos colores característicos: rojo y amarillo. En ocasiones, ambos colores se entremezclan en un solo horizonte, dando un aspecto abigarrado, característica típica en suelos residuales de rocas graníticas. En suelos más evolucionados, estos colores se encuentran diferenciados en dos horizontes VI, donde el suelo residual de color amarillo supra yace el suelo residual de color rojo. La granulometría del horizonte VI varía entre arcillo arenoso y limo arenoso, con presencia frecuente de granos de cuarzo y micas tamaño grava. Estos suelos residuales pueden alcanzar espesores de hasta 2.5 m.
Horizonte V Consiste de un saprolito, deleznable que conserva la textura granítica de la roca. Las variaciones en el color del saprolito, tienen relación con la composición mineralógica. Es decir, en rocas más ácidas, cuando la presencia de feldespato y cuarzo es mayor, el horizonte V desarrolla grus, de color blanco a pardo claro y de granulometría arenosa. Cuando hay mayor presencia de hornblendas y biotitas, el horizonte V es moteado, de colores: rojizos, blanco y parduscos, por efecto de la oxidación de las biotitas y hornblendas; en este caso la granulometría es limosa, con ocurrencia esporádica de granos de cuarzo tamaño arena.
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Horizontes IV y III El Batolito Antioqueño está bastante fracturado y es común la presencia de diques aplíticos. Tanto las diaclasas como las discontinuidades generadas por los diques crean superficies que aceleran el proceso de meteorización de la roca. Es así como entre los horizontes IV y III se observan bloques frescos de roca, embebidos en material saprolítico. El diámetro de los bloques frescos es bastante variable pues este se encuentra controlado por la distancia entre diaclasas o discontinuidades. El alto grado de fracturamiento en rocas graníticas, favorece la meteorización esferoidal, muy común en los afloramientos de las veredas La Aguada, la Meseta y Encenillos.
Horizontes II y I Corresponde a los afloramientos donde la roca fresca no ha sido afectada o presenta un leve diaclasamiento. Algunos afloramientos con estas características se observan en la vía a la vereda El Chiquero, en La Mata donde el espesor máximo observable es de cuatro metros.
Contactos litológicos. El Batolito Antioqueño se encuentra en contacto, en su límite
este, con las anfibolitas, el contacto se ha interpretado como una intrusión del Batolito Antioqueño en la anfibolita. En la vertiente norte del municipio, vereda Juan Cojo, cercanías a la finca El Naranjal se observó un contacto tajante entre saprolitos de anfibolita y cuarzodiorita. En esta vereda, el contacto se encuentra como paquetes intercalados de ambas unidades. En la vertiente sur, este contacto no es tan claro, ya que se observa sólo como un cambio litológico neto. En la vereda San Esteban, entre la escuela rural San Esteban y el estadero Tres Esquinas se observa un paquete de anfibolitas, cuyo contacto con el Batolito Antioqueño está cubierto. - Estructuras Vereda Juan Cojo - Finca El Naranjal
Contacto aparente Anfibolita y cuarzodiorita
NS/60ºW
Sector El Chiquero Diaclasa 19ºW/42ºSW Vereda Loma de los Ochoa
Dirección de dique Cuarzoso
N65ºE/25ºSE
Vereda El Paraíso Dirección de dique Cuarzoso S40ºW/70ºNW Vereda La Mata Sistemas de diaclasas N60ºE/35ºSE -
N70ºW/65ºNE - N28ºE/V
Depósitos de Vertiente (Qd, QFa, QFIV, QFIII, NQFII). El municipio de Girardota se caracteriza por la presencia de depósitos de flujo, tanto de lodos como de escombros, de grandes dimensiones. La geoforma asociada a estos depósitos son abanicos cuya parte proximal se ubica en la zona media-alta de las vertientes y su parte distal en el pie de la vertiente, donde se interdigita con depósitos aluviales del río Aburrá. El casco urbano del municipio tiene parte de sus terrenos sobre flujos tipo III. Depósitos de deslizamiento. Los desgarres superficiales y los deslizamientos son muy comunes en los taludes de las vías y en las vertientes de las quebradas. Son comunes en el Batolito Antioqueño, especialmente cuando predomina el horizonte V, grus, del perfil de meteorización. En esta zona, este tipo de depósitos no es muy frecuente y por
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lo tanto constituyen depósitos de pequeñas dimensiones, confinados a algunas vertientes de alta pendiente. Depósitos de flujos. Se relacionan a abanicos ubicados en las veredas San Andrés y La Calle; en este sector se observan diferentes eventos de depositación, los cuales presentan una matriz con granulometría arenosa de color amarillo pálido a pardo. El porcentaje de bloques es variable. La geoforma de lomos alargados, de la vertiente norte y la vertiente sur de la cuenca, está modelada en diferentes tipos de material. En la vertiente norte, los lomos están modelados en depósitos más maduros y en la vertiente sur están modelados tanto en depósitos maduros como en perfil de meteorización de Batolito y de Anfibolita. Depósitos antiguos. Constituyen las capas basales de los perfiles, presentan en promedio 40 % de bloques en estado fresco, compuestos por cuarzodiorita y esquisto. El diámetro mayor de los bloques alcanza un metro, pero predominan diámetros entre 60 y 80 cm. Los depósitos más recientes, ubicados hacia el techo del perfil, suelen involucrar materia orgánica. Estos últimos se caracterizan por presentar un porcentaje de bloques menor 10 %, frescos, con formas subredondeadas a subangulosas, diámetros hasta de 15 cm, embebidos en una matriz arenosa, de color pardo. Este tipo de flujo se presenta en las siguientes localidades: Vereda La Matica, sector Los Gallego: los flujos son esencialmente de lodos, presentan variaciones considerables en el porcentaje, tamaño de bloques y en el color y granulometría de la matriz. Se han observado espesores de hasta dos metros. El porcentaje de los bloques varía entre cinco y 40 %, presentan formas angulosas a subangulosas y diámetros de uno a 40 cm (el grado de selección es muy variable en cada uno de los afloramientos). La matriz es limo arenosa a areno limosa con una amplia variedad de colores rojo amarilloso, rojo, pardo y pardo grisáceo . Parcelación El Limonar, veredas Portachuelo y La Holanda; se observan dos grandes depósitos, un flujo de lodos a la base y un flujo de escombros hacia superficie. Tanto el flujo de lodos como el flujo de escombros, presentan variaciones en el porcentaje y el diámetro de bloques. La composición del flujo de escombros es predominantemente anfibolita, con formas angulosas a subangulosas y diámetros hasta de 80 cm; la matriz es limosa ocasionalmente con fracción de grava de color amarillo a pardo. Depósitos recientes. Sobre la autopista norte, desde el límite con el municipio de Copacabana y en cercanías al corregimiento del Hatillo, se encuentran una serie de cortes del talud, realizados en la parte baja de algunos lomos alargados. Los taludes realizados sobre estos lomos, que descienden desde la parte media-baja de la vertiente en dirección al río, permiten observar depósitos de flujo homogéneos, los cuales alcanzan hasta unos cinco metros de espesor visible, compuestos por bloques en diferentes estados de meteorización, 10 % en estado fresco, 10 % meteorizados, con formas subredondeadas, compuestos por cuarzodiorita, esquistos y cuarzo y con diámetros que alcanzan hasta 15 cm, embebidos en una matriz limosa de color rojo. En cuanto a las geoformas desarrolladas en la vertiente sur, se observan características muy similares a las descritas en la vertiente norte. En este sector, los depósitos de flujo están también relacionados a geoformas de abanico, cuyas dimensiones son mayores a
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las dimensiones de los abanicos de la vertiente norte. Algunos de los que mayor continuidad presentan están localizados en: Veredas El Totumo, Manga Arriba y Juan Cojo: corresponde a la geoforma de un abanico, conformado por diferentes eventos de depósitos de flujo. Estos depósitos se caracterizan por: la presencia de bloques de anfibolita, con variedad de diámetros desde uno hasta 1,5 m, generalmente frescos, con formas subredondeadas a subangulosas y envueltos en una matriz de color amarillo pardo, cuya granulometría es limosa con algunos fragmentos de arena y grava. Vereda El Barro: Los bloques involucrados en estos depósitos son de anfibolita y cuarzodiorita, presentan formas subangulosas y el porcentaje de bloques es relativamente bajo, consiguiendo alcanzar valores de 40 %; la matriz es limosa de color variable entre amarillo-pardo y pardo. Depósitos Aluviales (Qal, Qat). Los depósitos aluviales de mayor importancia son aquellos relacionados a las terrazas del río Aburrá Depósitos aluviales. Estos depósitos se caracterizan por desarrollar espesores de 1,5 cm, clastos presentes en un 30 %, frescos, de formas subredondeada a redondeada. En los bloques se identifican bloques de anfibolita, cuarzodiorita, rocas verdes, embebidos en una matriz de arena media con color pardo pálido. Al margen del río, donde se ubica el área urbana del municipio, se encuentra circundada por un respaldo montañoso de forma semicircular, con el eje mayor en dirección sur. Este paisaje montañoso, en dirección al municipio, muestra un quiebre de pendiente a media ladera, donde se presentan colinas bajas y alargadas en dirección perpendicular al río. En la parte basal de las colinas, hay zonas con superficies muy suaves constituidas por depósitos de flujo que limitan con las terrazas aluviales del río Aburrá. Depósitos aluviotorrenciales. Estos depósitos están asociados a los cauces de las quebradas afluentes del río Aburrá, normalmente, ubicados en la parte media a baja de las vertientes montañosas. Algunos de estos depósitos se ubican en: Vereda Mercedes Ábrego, cerca de la tienda .Don Roberto., de espesores visibles de dos metros. Los bloques están presentes en un 60 % donde 40 % son frescos y 20 % meteorizados, tienen formas subangulosas a subredondeadas con diámetros de uno a 20 cm; embebidos en una matriz arenosa de color pardo de consistencia débil. Vereda El Totumo, frente a la finca La Pradera; tiene un espesor visible de 2,5 m con un 85 % de bloques en estado fresco, compuestos de anfibolita, de formas subangulosas a subredondeadas y de diámetro entre uno y 1,5 m. La matriz es limo arenosa de color rojo-pardo. Vereda El Barro, asociado a la quebrada El Tigre; donde el máximo espesor visible observado es de dos metros, con 80 % de bloques en estado fresco, subredondeados a subangulosos, compuestos de anfibolita y cuarzodiorita, cuyo diámetro puede alcanzar dos metros. La matriz es limosa de color pardo.
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Depósitos antrópicos - Llenos (Qll). En la base de las vertientes, en ambos lados del río Aburrá, se han realizado múltiples procesos antrópicos, especialmente explanaciones. En las terrazas aluviales de la margen derecha del río, se observan varias explanaciones diseñadas para la construcción de industrias, o producto de la explotación de arenas y gravas. En la margen izquierda, tanto las explanaciones como los llenos antrópicos son el resultado de la apertura de la doble calzada de la autopista norte. Otras explanaciones más locales pueden observarse en zonas aledañas a fincas de recreo o en las vías secundarias.
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CODIGO TIPO NOMBRE ELEV. XCOORD YCOORD
2701034 PG Mazo 2455 1,184,200 841,940
2701035 PG Chorrillos 2370 1,188,220 842,280
2701036 PG Caldas 1930 1,160,480 828,568
2701037 PG Fabricato 2422 1,195,470 831,500
2701038 PG San Antonio de Prado 2000 1,175,940 824,666
2701045 PG Planta Villa Hermosa 1690 1,183,990 837,340
2701046 PG San Cristobal 1890 1,186,530 827,560
2701056 PG Girardota 1350 1,197,760 847,680
2701057 PG Barbosa 1290 1,204,180 861,540
2701076 PG Niquia 2150 1,196,780 838,960
2701093 PG Ayura 1750 1,173,830 835,380
2701113 PG Ana Diaz 1910 1,183,220 826,685
2701114 PG Cucaracho 1830 1,186,900 830,566
2701115 PG El Astillero 2420 1,183,900 823,149
2701122 PG EL CONVENTO 1580 1,192,500 841,160
2701481 PG PEDREGAL 1600 1,189,160 834,360
2701485 PG GERONA 1700 1,181,050 836,480
2701507 SP APTO OLAYA HERRERA 1490 1,180,000 832,500
2701517 CP Medellin 1549 1,184,470 834,980
2701803 LG RMS-22 Girardota 1340 1,197,400 847,750
4. ESTUDIOS HIDROLÓGICOS
En este capítulo se presentan los estudios hidrológicos del río Medellín a nivel de estimación de caudales máximos, en el sector riberano a la vía El Totumo de la zona suroriental del Municipio de Girardota.
Para la estimación de caudales se cuenta con información cartográfica de la cuenca de drenaje del río Medellín hasta el sitio de interés, información pluviométrica de las estaciones instaladas y operadas por Empresas Públicas de Medellín en el Valle de Aburrá, con registros de más de 60 años, y la información de los registros hidrométricos de la estación RMS-22 Girardota (código 2701803), para el período comprendido entre el mes de febrero de 1995 y el mes de Junio del 2012. En la TABLA 6 se muestra la relación de estaciones hidrometeorológicas instaladas por EPM en la cuenca del río Medellín y la estación climatológica instalada por el IDEAM en el Aeropuerto Olaya Herrera.
TABLA 6. ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS EN LA CUENCA DEL RÍO MEDELLÍN
En la FIGURA 5 se muestra la localización de las estaciones hidrometeorológicas instaladas y en operación, en la cuenca del río Medellín, desde su nacimiento hasta el sector de Hatillo, en el municipio de Barbosa.
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FIGURA 5. LOCALIZACIÓN ESTACIONES HIDROMETEOROLOGICAS CUENCA DEL RIO MEDELLIN
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4.1 CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO MEDELLÍN
4.1.1 Descripción y ubicación geográfica
El río Medellín nace en el Alto de Minas al sur de la ciudad de Medellín, a unos 2.660 metros sobre el nivel del mar y desciende atravesando la parte central del Departamento de Antioquia en dirección noreste, hasta desembocar en el río Grande en la cota 1048 msnm, después de un recorrido de 98 kilómetros. El río Medellín, discurre casi en su totalidad por el conjunto de poblaciones que conforman el Área Metropolitana del Valle de Aburra, desde la población de Caldas en el sur hasta la población de Barbosa en el norte, en un tramo de 60 kilómetros. La gran concentración de población e industrias en este sector ha ocasionado que sus aguas estén altamente contaminadas con la consecuente desaparición de la vida acuática normal. El río Medellín divide la ciudad en dos partes y es el drenaje natural del Valle. Su hoya hidrográfica comprende una zona demarcada por las áreas por donde corren una serie de quebradas y caños que desembocan a él, con un área de drenaje de 1.218 kilómetros cuadrados hasta su confluencia con el río Grande. Al sur la limitan los altos de Chumascado y San Miguel, de donde se desprenden de la Cordillera Central de los Andes dos ramales que rodean el Valle de Aburra por el oriente y el occidente. Sus crestas paralelas al cauce del río Medellín, alcanzan una altura de 2.500 a 3.000 metros sobre el nivel del mar. La cuenca del río Medellín limita al norte y al occidente con el río Grande y con la quebrada Santiago; por el oriente con el río Negro; y por el occidente y el sur con el río Cauca. 4.1.2 Longitud y pendiente del río
El río Medellín cabecera del río Porce, nace en el Alto de Minas y recorre una distancia de 7 kilómetros, con una pendiente aproximada del 2%, desde sus nacimientos, para encontrarse con la quebrada La Salada, confluencia ubicada en el sitio denominado La Primavera. Entre La Primavera y el Ancón de la Estrella, trayecto de 12 kilómetros, el río cae 178 metros. En esta angostura vira su curso en dirección noreste y recorre una distancia de 4.7 kilómetros, con una pendiente de 1.95%, hasta antes del puente de Envigado en donde empieza su canalización: márgenes rectificadas con taludes uniformes revestidos con placas de concreto en un tramo de 17.5 kilómetros, hasta el antiguo puente El Mico. Con el propósito de reducir la pendiente, se construyeron entre los puentes de Envigado y del Poblado, 22 llaves o vertederos, pero algunos se han destruido de tal manera que la pendiente del río ha quedado bastante uniforme. El tramo canalizado presenta una caída de 94.4 metros. Existe un salto de 2.5 metros de altura frente a la Escuela de Agronomía de la Universidad Nacional el cual le da al río una aireación notable. Entre el antiguo puente El Mico y Copacabana la pendiente disminuye considerablemente: del 1.0% al 0.06% en un trayecto de 11.8 kilómetros. La pendiente promedio entre Primavera y la confluencia con el río Grande es del 0.77%, que representa una caída de 759 metros en 99 kilómetros.
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FIGURA 6. CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RIO PORCE
Al ser la zona entre La Primavera y Barbosa asiento de una gran acumulación de población e industrias, las aguas del río están altamente contaminadas con la desaparición completa de la vida acuática normal; su cauce esta convertido en una cloaca a cielo abierto, cuyos efectos se propagan aguas abajo.
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4.1.3 Afluentes principales
La gran mayoría de los afluentes del río Medellín tiene sus cabeceras en la vertiente misma del Valle de Aburra, exceptuando tal vez la quebrada Piedras Blancas, la quebrada La García y la quebrada Doña María. Casi todas las corrientes tributarias del río Medellín tienen pendientes pronunciadas en sus tramos superiores y durante los períodos de lluvias intensas, especialmente la quebrada La Iguana, arrastra grandes cantidades de arcilla, arena, grava y piedras de considerable tamaño. Otra característica de los afluentes del río Medellín, es la variabilidad de los caudales, desde pocos litros por segundo en verano, hasta varios metros cúbicos por segundo en crecientes. 4.1.4 Orografía
Aproximadamente en el alto San Miguel, al sur del Valle de Aburrá, se produce la bifurcación de la Cordillera Central de los Andes en los ramales Central y Oriental Antioqueños, separados por el Valle del río Medellín que corre en dirección sur-norte hasta las cercanías de Bello, en donde se quiebra hacia el noreste. Los ramales que rodean la hoya del río Medellín se elevan a alturas del orden de 2.500 a 3.000 metros sobre el nivel del mar. Los altos más sobresalientes son el de San Miguel, Boquerón y el Padre Amaya, principalmente. El ramal Central, correspondiente a la banda occidental, separa los Valles del río Medellín y del río Cauca. Los dos ramales tienen características diferentes en cuanto a sus perfiles y composición geológica. Las montañas del oriente tienen pendientes más pronunciadas y están fuertemente erosionadas entre las quebradas Santa Elena y Piedras Blancas. El valle del río Medellín se extiende desde la elevación 1.795 metros (Caldas) a 1.048 (río Grande), tiene un fondo plano, con un ancho máximo de 10 kilómetros, que luego va cerrándose en su curso inferior hasta adquirir forma de V profunda. En la margen occidental del río se levantan dos cerros completamente aislados: El Volador y El Nutibara, con elevaciones aproximadas de 120 y 90 metros, respectivamente. 4.1.5 Lluvias
En la cuenca del río Medellín, se presenta una precipitación promedio de 1.884 mm por año, con un valor mínimo de 66 mm en el mes de enero, y máximo de 238 mm en octubre. En la FIGURA 7 se muestra la variación mensual multianual de la precipitación en la cuenca hidrográfica del río Medellín.
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0
50
100
150
200
250
300
ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic
Medellin
FIGURA 7. PRECIPITACION MEDIA EN LA CUENCA DEL RÍO MEDELLÍN
4.2 CÁLCULO DE CAUDALES RÍO MEDELLÍN
4.2.1 Caudales medios rio Medellín
La cuenca hidrográfica del rio Medellín, ha sido instrumentada por EPM, por medio de sendas estaciones hidrométricas a lo largo de su recorrido desde el municipio de Caldas (RMS-11 La Salada y RMS-17 Ancón Sur ), pasando por el municipio de Medellín (RMS-1 Aguacatala y RMS-20 Toro Ochoa), siguiendo por el municipio de Bello (RMS-12 Machado), luego con una estación en el Ancón Norte de Copacabana (RMS-20), luego una estación en Girardota (RMS-22), luego una estación en el corregimiento de Hatillo (RMS-13), luego una estación en Barbosa (RMS-14 Yarumito), y luego una estación aguas abajo del sitio de confluencia con el río Grande (RMS-15 Gabino).
Para estos estudios se ha consultado la información registrada en la estación RMS-22 (Código 2701803) Girardota, con registros desde marzo de 1995, hasta Junio de 2012, que arrojan un caudal promedio de 34,11 m3/s, con máximo de 47,71 m3/s en el año 2008, y con un mínimo de 21,68 m3/s ocurrido en el año 2001. En la 0, se presenta el resumen de los caudales promedios mensuales para el período de registros disponibles.
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TABLA 7. CAUDALES PROMEDIOS RIO MEDELLIN – ESTACION GIRARDOTA
4.2.2 Caudales mínimos río Medellín
Con base en los registros de la estación hidrométrica RMS-22 Girardota, se encuentra que el caudal mínimo para el período comprendido entre el mes de marzo de 1995, y el mes de Junio de 2012, es de 9,33 m3/s, que ocurrió en febrero de 2010, y un caudal similar, 9,34 m3/s, ocurrió en diciembre de 2011. En la 0, se presenta el resumen de caudales mínimos mensuales para el período mencionado.
Ano ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic anual
1995 20,06 24,86 33,44 40,95 35,99 58,31 30,29 43,72 38,32 37,84 36,38
1996 29,96 27,74 39,72 37,40 58,52 49,20 43,99 32,40 31,36 41,46 27,45 24,49 36,97
1997 28,35 26,81 22,49 27,97 24,92 37,28 19,74 16,91 20,29 21,47 26,94 19,24 24,37
1998 15,45 15,65 15,60 21,66 38,22 27,64 25,12 23,99 40,73 40,56 36,67 43,41 28,73
1999 30,23 37,70 45,62 36,70 45,94 49,84 30,19 24,20 45,54 52,05 46,85 44,01 40,74
2000 28,64 28,87 29,52 30,10 55,36 54,97 34,16 33,64 44,87 39,08 34,76 25,60 36,63
2001 22,53 18,48 22,69 18,94 22,23 20,01 20,46 14,87 21,16 25,13 26,59 27,07 21,68
2002 18,44 17,37 19,02 30,27 29,88 33,10 18,09 14,79 19,23 26,63 29,23 21,93 23,17
2003 14,49 17,69 18,28 24,29 27,91 38,91 20,81 20,85 27,55 39,50 42,36 29,83 26,87
2004 23,14 21,06 18,61 25,15 32,36 24,00 28,00 20,07 32,90 53,73 57,47 29,49 30,50
2005 21,82 17,60 19,52 24,24 51,03 29,16 23,07 16,19 20,43 42,35 42,19 23,43 27,59
2006 27,49 24,29 31,21 43,84 75,01 38,24 22,97 22,50 27,17 30,66 44,67 31,09 34,93
2007 21,67 19,07 20,46 31,11 42,83 35,07 33,03 37,50 43,48 69,13 56,95 49,33 38,30
2008 35,06 42,97 46,39 47,56 68,92 44,94 39,12 46,14 47,77 57,60 56,94 39,06 47,71
2009 31,56 29,63 38,57 66,39 45,56 41,91 31,75 29,13 25,53 32,37 46,41 37,97 38,07
2010 18,12 18,28 21,52 31,98 37,48 54,24 61,75 49,91 66,93 65,53 80,07 61,49 47,28
2011 43,12 45,26 50,42 83,86 25,02 34,45 25,46 22,67 34,79 37,53 41,68 34,18 39,87
2012 28,45 24,85 32,68 42,08 42,69 34,15
media 25,80 25,49 28,47 36,02 42,07 38,47 30,22 28,47 34,12 42,26 43,27 34,09 34,11
maximo 43,12 45,26 50,42 83,86 75,01 54,97 61,75 58,31 66,93 69,13 80,07 61,49 47,71
minimo 14,49 15,65 15,60 18,94 22,23 20,01 18,09 14,79 19,23 21,47 26,59 19,24 21,68
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TABLA 8. CAUDALES MINIMOS RIO MEDELLIN – ESTACION GIRARDOTA
4.2.3 CAUDALES MÁXIMOS RIO MEDELLIN
En la estación hidrométrica RMS-22 Girardota se han registrado en los últimos 18 años, sendas crecientes, cuyos caudales máximos instantáneos han alcanzado los 392,6 m3/s, como el ocurrido en el mes de mayo de 1996.
Una temporada especialmente lluviosa ocurrió durante los meses de octubre y noviembre de 2010. En la noche del 13 de noviembre, amanecer del día 14 de noviembre, se presentó una creciente en el río Medellín que fue registrada en la estación hidrométrica RMS-22 Girardota, y alcanzó un caudal pico de 350 m3/s. En la FIGURA 8 se muestra el hidrograma correspondiente a dicho evento. Se observa que el tiempo pico de dicha creciente fue de unas 4 horas, y el tiempo de recesión fue de aproximadamente de 12 horas. Sin embargo a lo largo de la historia hidrológica registrada en dicha estación, se presentaron hidrógrafas con tiempos al pico de solo una (1) hora, que corresponde a eventos de lluvia que se han presentado en la parte media de la cuenca.
Año ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic anual
1995 14,12 13,07 19,51 20,64 18,63 27,49 22,76 21,21 23,28 22,80 13,07
1996 20,36 17,08 21,14 20,23 26,55 27,47 23,03 19,48 19,20 21,47 18,94 15,33 15,33
1997 16,08 17,29 15,07 15,92 15,76 16,76 13,87 11,96 12,25 13,80 13,88 11,84 11,84
1998 11,17 10,90 10,98 11,63 14,27 15,70 14,88 13,61 17,69 21,88 21,59 23,83 10,90
1999 18,77 18,05 24,68 20,63 23,96 24,86 20,25 17,09 16,35 26,81 24,26 24,65 16,35
2000 18,37 16,03 17,14 17,38 18,70 27,90 20,70 18,68 20,19 20,42 22,67 16,38 16,03
2001 15,27 12,56 13,57 12,48 12,35 12,07 11,89 10,86 11,22 12,57 19,62 16,32 10,86
2002 11,78 11,37 11,00 11,58 12,76 14,50 11,27 9,49 10,79 11,26 14,49 9,94 9,49
2003 10,65 10,27 10,16 10,57 14,27 17,92 12,57 12,07 12,13 17,43 24,23 16,76 10,16
2004 15,13 12,57 11,55 11,48 10,79 13,05 12,71 12,05 13,31 21,15 27,79 18,81 10,79
2005 15,10 12,31 12,28 14,15 20,54 15,78 13,23 11,22 11,09 14,71 19,41 15,72 11,09
2006 14,74 17,91 14,50 15,66 36,52 20,67 14,77 13,39 14,80 14,02 21,70 18,12 13,39
2007 16,52 15,45 10,77 12,97 17,92 21,29 19,38 21,18 24,78 30,81 32,39 29,80 10,77
2008 22,50 21,26 26,49 27,42 31,16 18,87 16,45 15,71 23,51 32,26 30,79 25,99 15,71
2009 19,35 18,67 19,08 33,53 24,40 20,98 20,37 17,39 14,50 13,37 25,37 14,10 13,37
2010 9,46 9,33 16,51 12,17 14,50 26,75 35,65 32,33 39,00 42,46 53,29 41,37 9,33
2011 25,44 24,40 28,55 42,82 14,23 13,03 9,60 9,40 15,57 11,31 14,30 9,34 9,34
2012 12,17 13,97 12,17
media 16,05 15,26 16,33 17,86 19,31 19,31 17,01 16,08 17,60 20,41 24,00 19,48 12,22
maximo 25,44 24,40 28,55 42,82 36,52 27,90 35,65 32,33 39,00 42,46 53,29 41,37 16,35
minimo 9,46 9,33 10,16 10,57 10,79 12,07 9,60 9,40 10,79 11,26 13,88 9,34 9,33
37
Empresas Publicas de Medellin HYPLOT V133 Output 01/12/2010
Period 1 Day Plot Start 12:00_13/11/2010 2010
Interval 2 Minute Plot End 12:00_14/11/2010
2701803 RMS-22 GIRARDOTA 140.00 Mean Caudal (m3/s) sensor digital C
50
100
150
200
250
300
350
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
FIGURA 8. CRECIENTE DEL RIO MEDELLIN ESTACION RMS-22 GIRARDOTA
En la TABLA 9, se presenta el resumen mensual de caudales máximos instantáneos para el período comprendido entre el mes de marzo de 1995, y el mes de junio de 2012.
38
Período de
retorno
(años)
2.33 5 10 20 25 50 100
Normal 348.87 374.71 391.85 406.00 410.12 421.93 432.55
Lognormal 346.22 374.44 394.41 411.70 416.88 432.08 446.22
Gumbel 341.96 369.94 392.74 414.60 421.54 442.90 464.11
Pearson 351.91 375.25 389.26 399.98 402.97 411.17 418.12
Logpearson 350.56 375.03 389.88 401.24 404.39 413.00 420.22
Promedio 347.90 373.87 391.63 406.71 411.18 424.21 436.24
TABLA 9. CAUDALES MÁXIMOS INSTÁNTANEOS RIO MEDELLÍN – ESTACIÓN GIRARDOTA
Para determinar los caudales máximos instantáneos asociados a diferentes períodos de retorno, se tomó la serie de máximos anuales, se estimaron las estadísticas básicas de dicha serie: media, desviación estándar, coeficiente de asimetría y coeficiente de kurtosis, y se aplicaron diferentes funciones de distribución de probabilidad, a saber: Normal, Log-Normal, Gumbel, Pearson y Log-Pearson. En la TABLA 10 se muestran los resultados. TABLA 10. CAUDALES MAXIMOS RIO MEDELLIN PARA DIFERENTES PERIODOS
DE RETORNO
Año ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic anual
1995 43,27 192,10 168,10 365,30 205,10 321,80 79,85 195,40 167,70 235,30 365,30
1996 200,90 143,70 260,40 224,40 392,60 189,10 235,20 268,50 168,90 308,80 101,70 154,20 392,60
1997 197,40 227,90 163,60 201,50 140,40 260,80 75,47 105,80 152,80 126,10 190,50 122,40 260,80
1998 117,00 147,30 81,19 157,20 298,70 119,60 102,30 148,30 294,70 306,50 242,70 359,20 359,20
1999 204,00 219,90 244,70 190,30 185,50 374,40 137,50 104,10 278,80 342,30 240,30 203,40 374,40
2000 190,50 210,60 201,90 187,90 301,30 274,90 174,30 148,00 285,60 279,00 195,00 150,00 301,30
2001 115,50 124,40 192,80 104,20 95,00 154,00 111,30 77,93 138,70 326,80 110,20 185,90 326,80
2002 128,90 135,80 161,90 160,40 236,50 235,80 105,30 95,23 187,30 185,10 385,40 236,20 385,40
2003 25,41 266,00 288,50 181,30 220,40 237,90 97,57 150,00 288,00 232,60 240,80 173,00 288,50
2004 105,00 165,80 152,90 251,90 202,60 189,70 222,00 154,10 314,20 295,30 238,70 158,50 314,20
2005 115,10 29,31 95,19 165,20 349,00 151,50 245,60 99,21 238,20 303,20 195,80 150,60 349,00
2006 273,50 180,60 220,90 370,20 311,20 212,20 156,30 94,13 238,50 237,60 278,40 253,30 370,20
2007 267,43 131,70 203,00 162,90 212,90 227,70 206,10 181,70 202,80 338,70 299,20 181,90 338,70
2008 237,70 274,90 174,10 305,30 383,10 266,80 220,00 312,10 290,80 264,40 198,90 131,70 383,10
2009 127,50 98,29 291,30 293,50 195,20 200,30 149,40 94,13 97,47 177,30 238,10 179,20 293,50
2010 162,50 50,93 67,41 252,60 193,10 318,70 271,20 265,90 247,50 288,30 342,70 260,70 342,70
2011 214,70 260,90 197,40 304,70 90,73 387,20 286,80 158,60 304,70 253,20 315,50 245,80 387,20
2012 145,80 75,31 321,70 180,20 309,10 124,40 321,70
39
Se puede apreciar que los resultados obtenidos con las funciones de distribución de probabilidad Log-Normal, Gumbel y Log-Pearson son muy similares, y que de acuerdo con los registros disponibles en la estación RMS-22 Girardota, la magnitud de los caudales asociados a diferentes períodos de retorno, son ajustados a los eventos hidrológicos registrados en este sitio.
4.2.4 CÁLCULO DE CAUDALES MAXIMOS MEDIANTE REGIONALIZACION DE CARACTERISTICAS MEDIAS.
La metodología de regionalización de características medias tiene como objetivo relacionar características geomorfológicas, climáticas y topográficas con las características medias de caudales máximos instantáneos de la cuenca. Para esto se localiza la cuenca de estudio en una de las zonas definidas por la metodología, a la cual se le tienen asociadas unas ecuaciones para la determinación de los parámetros estadísticos como la media y desviación estándar del comportamiento de los caudales en determinado punto de la cuenca.
De acuerdo a la zonificación definida en el estudio “Hidrología de Antioquia”, las cuenca del río Medellín y sus tributarios, se encuentra localizada en la Zona 5 denominada como “Medellín”, en la que se incluyeron las estaciones hidrométricas que ha operado EPM en las cuencas de los ríos Medellín y Grande, para la cual se tienen definidas las siguientes ecuaciones:
558.1239.2093.2 ***142.0 SPeA
295.2605.1334.1 *Pr**076.63 SL
Donde,
: Caudal máximo instantáneo medio anual (m³/s)
: Desviación estándar del caudal máximo instantáneo anual (m3/s)
A: Área de la cuenca (km2)
L: Longitud del cauce principal (km)
Pe: Perímetro de la cuenca (km)
Pr: Precipitación media total anual (mm)
S: Pendiente promedia de la cuenca (%)
Una vez conocidos estos parámetros estadísticos, se estiman los caudales de cada período de retorno a partir de la ecuación planteada por Ven Te Chow, la cual permite la estimación de caudales máximos para cualquier período de retorno a partir de una probabilidad de excedencia (Tr=1/P) y el uso de un factor de frecuencia KTR, definido para la distribución de probabilidad Tipo Gumbel de la siguiente manera:
40
2.33 5 10 25 50 100
Alto San Miguel 14.91 5.39 4.38 5.4 8.5 11.1 14.3 16.7 19.1
La Primavera 49.88 17.54 10.31 17.6 25 31 38.6 44.3 49.9
Ancón Sur 133.2 45.77 20.67 45.8 60.6 72.7 88 99.4 110.6
Antes de San Fernando 237.08 80.36 31.1 80.4 102.7 120.9 143.9 161 177.9
Después de San Fernando 273.94 92.54 34.45 92.6 117.3 137.5 163 181.9 200.6
Puente Guayaquil 333.54 112.16 39.61 112.2 140.7 163.8 193.1 214.8 236.4
Aula Ambiental 474.38 158.2 50.84 158.3 194.8 224.5 262.1 290 317.7
Puente Acevedo 510.91 170.09 53.58 170.1 208.6 240 279.6 309 338.2
Puente Machado 639.35 211.73 62.81 211.8 256.9 293.7 340.1 374.5 408.7
Copacabana 710.85 234.82 67.71 234.9 283.5 323.2 373.2 410.3 447.2
Metromezclas 738.43 243.72 69.56 243.8 293.8 334.5 385.9 424 461.9
Puente Girardota 782.96 258.06 72.5 258.1 310.2 352.6 406.2 446 485.5
Parque de Las Aguas 840.77 276.65 76.26 276.7 331.5 376.1 432.5 474.3 515.8
Hatillo 862.79 283.72 77.67 283.8 339.6 385 442.5 485.1 527.3
Papelsa 1030.37 337.42 88.08 337.5 400.8 452.3 517.4 565.7 613.7
Popalito 1110.18 362.92 92.86 363 429.7 484.1 552.7 603.6 654.2
Pradera 1167.36 381.16 96.22 381.3 450.4 506.7 577.8 630.6 683
Subestacion Energia Eade (Barbosa) 1208.27 394.2 98.6 394.3 465.1 522.8 595.7 649.8 703.5
Puente Gabino 2541.4 814.77 166.98 814.9 934.9 1032.6 1156 1247.6 1338.5
Quebrada Doña Maria 75.17 26.18 13.78 26.2 36.1 44.2 54.3 61.9 69.4
Quebrada La García 82.47 28.66 14.72 28.7 39.2 47.9 58.7 66.8 74.8
ESTACIÓNAREA
(km2)
max max
PERÍODO DE RETORNO (Años)
1Tr
Trlnln5772.0
6KTr
La ecuación para la estimación de los caudales máximos, finalmente es:
*KQ TrTr
En la TABLA 11 se presentan los resultados obtenidos por el método de regionalización de características medias para la cuenca de río Medellín en los diferentes tramos, incluyendo el sitio de localización de la estación hidrométrica RMS-22 Girardota, ubicada solo unos metros aguas arriba del puente de ingreso a la cabecera municipal.
TABLA 11. CAUDALES MÁXIMOS – MÉTODO DE REGIONALIZACIÓN DE CARACTERISTICAS MEDIAS
FUENTE: Diseño y puesta en marcha de la red de monitoreo ambiental en la cuenca hidrográfica del río Medellín en jurisdicción del Área Metropolitana. Universidad de Antioquia – Universidad Pontificia Bolivariana – Universidad de Medellín - Universidad Nacional de Colombia – Sede de Medellín.
El análisis de frecuencia de caudales máximos instantáneos registrados en la estación RMS-22 Girardota, utilizando la función de distribución de probabilidad de Gumbel, arroja un caudal de 464.11 m3/s, que es aproximadamente un 5% inferior al estimativo obtenido con el método de regionalización de características medias.
La estación hidrométrica RMS-22 Girardota, funcionó hasta la primera temporada invernal de 2012, cuando una creciente importante socavó la fundación de la estructura de soporte de la estación que estaba localizada en la margen izquierda del río Medellín a un lado del terraplén para el control de inundaciones de la planta de concretos premezclados de PROCOPAL. En la FOTO 3 se muestran los vestigios de la estación hidrométrica que operaba EPM desde el año 1995.
41
FOTO 3. VESTIGIOS DE LA ESTACIÓN HIDROMÉTRICA RMS-22 GIRARDOTA
Teniendo en cuenta que la serie de datos de caudales máximos instantáneos registrados en la estación RMS-22 Girardota, corresponde a los registros propios del régimen hidrológico del río Medellín en el sitio del proyecto, y que los estimativos obtenidos por regionalización de características medias parte del análisis de series hidrológicas de crecientes registradas en diferentes puntos del río Medellín y de la cuenca del río Grande con valores muy cercanos a los obtenidos con el análisis de frecuencia, se asumirá que para el diseño de las obras de protección de la margen derecha del río Medellín en el sector de la vía El Totumo, se utilizará una creciente de diseño con un valor de 464.11 m3/s, con período de recurrencia de 100 años.
42
5. MODELACIÓN HIDRÁULICA
5.1 INTRODUCCIÓN
En este numeral se presentan los procedimientos y resultados obtenidos de la modelación de los niveles de inundación del río Medellín en el sector riberano de la vía El Totumo, para la creciente de diseño con período de recurrencia de 100 años. Las condiciones flujo resultantes del paso de la creciente de diseño en el tramo riberano del río Medellín, serán insumo importante para los cálculos de susceptibilidad a la socavación del cauce y de las margen derecha del río, que en cierta medida, afectan la estabilidad de la banca de la vía El Totumo, en una longitud aproximada de un (1) kilómetro, cuyos diseños hacen parte de este contrato.
Para el diseño de las obras de protección de la margen derecha del río Medellín en el sector riberano a la vía El Totumo, se realizó el levantamiento topográfico de la franja comprendida entre la banca de la vía (margen derecha), y el terraplén para el control de inundaciones para la planta de PROCOPAL (margen izquierda). La modelación de los niveles de inundación para la creciente de diseño, incluye la simulación de los niveles de flujo tanto en la margen derecha como izquierda del río Medellín.
Para la modelación hidráulica de los niveles de inundación del río Medellín riberano de un tramo de la vía El Totumo, se analizaron los perfiles de flujo y los niveles de la lámina de agua para caudales máximos estimados por el método de regionalización de características medias, con las secciones transversales levantadas durante la realización de este estudio, en un tramo con una longitud de novecientos (950) metros, con secciones transversales espaciadas cada cinco (5) metros, levantadas topográficamente a lo largo del cauce de las riberas derecha e izquierda del río Medellín, en un extensión promedio de unos doscientos cincuenta (250) metros: unos doscientos veinte (220) metros desde el eje del río en dirección de la margen derecha, y unos treinta (30) metros desde el eje del río hacia la margen izquierda. La modelación del tránsito de las crecientes con periodos de retorno de 2.33, 5, 10, 25, 50 y 100 años.
Para el cálculo de los perfiles de flujo se utilizó el software de libre acceso HEC-RAS versión 3.1.1 desarrollado por U.S Army Corps of Engineers – Hydrologic Engineering Center. El modelo se basa en el método del paso estándar y permite elaborar los perfiles de flujo para cualquier condición de flujo impuesta incluyendo la geometría real del cauce y las condiciones hidráulicas de rugosidad requeridas por el usuario, permitiendo utilizar diferentes condiciones de borde en las secciones aguas abajo y/o aguas arriba, como la profundidad normal asociada a la pendiente del cauce o la profundidad crítica. Como resultado del modelo se obtiene la superficie libre del agua asociada a una condición de caudal impuesta que puede variar a lo largo del cauce.
5.2 MODELACIÓN HIDRÁULICA
Para la simulación de las condiciones de flujo del rio Medellín, riberana de la vía El Totumo, se utilizó el modelo HEC-RAS . El programa HEC-RAS requiere como datos de entrada para realizar la modelación, una serie de características de la topografía de la sección, las distancias entre las secciones, los coeficientes de rugosidad y unas condiciones de borde.
43
Las condiciones de borde establecen el valor inicial para la evaluación de la superficie libre, las opciones disponibles son las siguientes: nivel conocido, profundidad crítica y método área-pendiente considerando para la sección inicial de cálculo la pendiente de la línea de energía igual a la pendiente de la superficie del agua.
Para calcular los perfiles de flujo se utilizó el programa de computación HEC-RAS 3.1.1 elaborado por el Cuerpo de Ingenieros de Estados Unidos. El programa calcula el perfil con las ecuaciones de flujo uniforme utilizando el método estándar por pasos. Es muy importante mencionar que las expresiones utilizadas por el modelo fueron desarrolladas para flujo de agua limpia, es decir, sin considerar las variaciones debidas a altas concentraciones de sedimentos como es el caso particular de los flujos de lodos y flujos de escombros que presentan fuertes variaciones en las propiedades básicas de los fluidos como viscosidad, densidad, etc. haciendo que el comportamiento del flujo sea el de un fluido no newtoniano. Es de esperarse que cuando se presentan caudales altos las concentraciones de sedimentos aumentan; elegir el umbral de aplicación de flujo de agua limpia no es sencillo, pero se acepta en este caso, que a pesar de que hay concentraciones moderadamente altas no es el caso de flujo de lodos o escombros.
5.3 Descripción General del Modelo Hidráulico HEC-RAS
Los cambios en el perfil se calculan con las ecuaciones de momentum, energía y aproximaciones de carácter empírico. El programa dispone de la opción adicional de calcular los perfiles en tramos del canal con obstrucciones y flujo a través de islas, en las cuales se genera flujo dividido.
La metodología incorporada en el modelo se basa en varias suposiciones que simplifican el transito hidráulico. Se tiene en cuenta:
- Flujo permanente
- Flujo gradualmente variado
- Flujo unidimensional. El programa utiliza un factor de corrección para tener en cuenta la heterogeneidad en la distribución de velocidades horizontales.
- Canales de baja pendiente.
- Pendiente de la línea de energía constante entre secciones adyacentes.
- Lecho rígido
Los resultados se deben comparar con lo observado en visitas de campo y la información recopilada en la zona del estudio en lo referente con los niveles de inundación registrados. La razón por la cual el HEC-RAS, un modelo de flujo permanente, puede ser utilizado para la modelación de un fenómeno de flujo no permanente, como una creciente, está en el hecho del crecimiento y decrecimiento gradual de la onda de creciente.
Las pérdidas de energía ocasionadas por la fricción del agua a lo largo del perímetro mojado de la sección, las determina el programa como el producto de la pendiente media de la línea de energía y la longitud ponderada con base en los caudales por las
44
sobre bancas y el canal entre secciones. Las pérdidas locales por contracciones o expansiones, las calcula como un porcentaje del cambio de la cabeza de velocidad entre las secciones.
Las ecuaciones básicas para la determinación de las pérdidas de energía son las siguientes:
g
V
g
VCSLh fe
22
2
11
2
22
2
321
321
KKK
QQQS f
rovchlov
rovrovchchlovlov
QQQ
QLQLQLL
Dónde:
he: Pérdidas en la cabeza de energía
Sf: Pendiente de fricción representativa entre secciones contiguas.
C: Coeficiente de expansión o contracción.
L: Distancia ponderada entre secciones.
α1 y α2 : Coeficientes de corrección para la velocidad media de flujo.
Llov, Lch y Lrov: Distancias entre las secciones transversales por la banca izquierda, por el canal y por la banca derecha, respectivamente.
Qlov, Qch y Qrov: Promedio aritmético de los caudales entre las secciones transversales por la banca izquierda, por el canal y por la banca derecha.
V1 y V2: Velocidades medias entre secciones contiguas.
Estas velocidades se determinan con base en la ecuación de Manning, la cual está dada por la siguiente expresión:
21
321
SRn
V
Donde R es el radio hidráulico, n el coeficiente de rugosidad de Manning y S la pendiente de la línea de energía.
La información con la cual se alimenta el programa consta de la geometría transversal del río, dentro de la cual se incluyen las secciones topográficas del cauce y su llanura de inundación, las distancias entre las secciones por el eje central del canal y las márgenes izquierda y derecha, los coeficientes de rugosidad de Manning (los cuales pueden variar transversalmente en la sección), los coeficientes de pérdidas locales, las obstrucciones al flujo, zonas de flujo inefectivo, los caudales para los cuales se desee estimar los
45
perfiles de flujo y las condiciones de frontera, que pueden ser una curva de calibración, niveles conocidos del agua, las pendientes de fondo del canal o la profundidad crítica, en la sección aguas arriba, aguas abajo o ambas, dependiendo si se van a calcular perfiles supercríticos, subcríticos o mixtos respectivamente.
5.4 El coeficiente de resistencia al flujo (Manning)
Una de las variables de mayor incertidumbre para la estimación de los niveles de flujo es el coeficiente de rugosidad de Manning. En el presente estudio los coeficientes de rugosidad fueron estimados a partir de los aforos líquidos realizados por funcionarios del Área Hidrometría e Instrumentación de EPM, en la estación hidrométrica RMS-22 Girardota, utilizando la expresión de Manning, donde para aforo se conoce el área de flujo, el perímetro mojado, se conoce la pendiente del cauce del río Medellín en el tramo en consideración y se conoce el caudal, por lo tanto se puede estimar el coeficiente de rugosidad de Manning para cada aforo.
De acuerdo con el levantamiento topográfico y batimétrico del río Medellín realizado en el marco de este estudio, se encuentra que el río desciende 3.94 m, en una longitud de 955 metros, y por lo tanto el cauce tiene una pendiente de 0.00412. En la TABLA 12, se presenta el resumen de aforos realizados en la estación RMS-22 Girardota y el cálculo del coeficiente de rugosidad de Manning correspondiente a cada uno de los aforos. El valor promedio del coeficiente rugosidad de Manning para el río Medellín en el sector de la vía El Totumo es de 0.064, el valor máximo correspondiente al caudal máximo aforado, es de 0.096, y el valor mínimo es de 0.030. En la TABLA 9 se muestra la variación del coeficiente de rugosidad de Manning, en función del caudal en la estación hidrométrica RMS-22 Girardota.
Para la simulación de los niveles de flujo del río Medellín en el sector de la vía El Totumo, correspondientes al paso de la creciente con período de recurrencia de 100 años, se utilizó un coeficiente de rugosidad de Manning n= 0.064 para el cauce del río, un valor de n=0.070 para la margen izquierda, cubierta por arbustos, guaduas espesas y enrocado; y un valor de n = 0.03 para la margen derecha, cubierta básicamente en pastos. En la FOTO 4 se muestra las características de rugosidad de la margen derecha e izquierda del río Medellín en el sector de la vía El Totumo.
46
FECHA CAUDALAREA DE
FLUJO
VELOCIDAD
DE FLUJO
PROFUNDIDAD
MAXIMA
VELOCIDAD
MAXIMA
PERIMETRO
MOJADO
RADIO
HIDRAULICORH^(2/3)
COEFICIENTE DE
RUGOSIDAD DE
MANNING
(M3/S) (M2) (M/S) (M) (M/S) (M) (M)
23/03/1999 36.35 29.37 1.24 1.83 1.72 24.67 1.19 1.12 0.058
23/05/2000 62.29 40.46 1.54 2.28 2.27 26.52 1.53 1.33 0.055
30/11/2000 26.81 26.91 1.00 1.64 1.47 24.62 1.09 1.06 0.068
20/06/2001 14.90 18.23 0.82 1.30 1.22 22.28 0.82 0.87 0.069
04/09/2001 12.19 17.76 0.69 1.22 1.18 22.04 0.81 0.87 0.081
14/03/2002 18.34 22.33 0.82 1.38 1.30 22.76 0.98 0.99 0.077
04/04/2002 16.13 20.57 0.79 1.33 1.92 23.41 0.88 0.92 0.075
03/09/2004 19.22 18.12 1.06 1.08 1.56 23.46 0.77 0.84 0.051
21/10/2004 76.33 40.15 1.90 2.10 2.19 27.70 1.45 1.28 0.043
17/05/2005 57.70 35.15 1.64 2.16 2.40 26.92 1.31 1.19 0.047
07/03/2006 24.63 20.40 1.21 1.64 1.86 23.40 0.87 0.91 0.049
15/08/2006 25.35 18.43 1.38 1.58 1.78 23.04 0.80 0.86 0.040
05/02/2008 21.32 13.93 1.53 1.42 1.93 23.26 0.60 0.71 0.030
26/09/2008 41.47 28.11 1.48 2.04 1.90 27.44 1.02 1.02 0.044
17/02/2009 26.35 22.08 1.19 1.78 1.54 24.92 0.89 0.92 0.050
16/03/2010 11.59 21.44 0.54 1.46 0.61 29.72 0.72 0.80 0.096
09/11/2010 73.54 51.31 1.43 2.52 1.73 34.94 1.47 1.29 0.058
21/07/2011 39.88 40.32 0.99 2.22 1.16 34.32 1.17 1.11 0.072
06/09/2011 26.18 31.99 0.82 1.95 1.03 32.13 1.00 1.00 0.078
22/08/2012 25.93 32.89 0.79 2.13 0.96 32.65 1.01 1.00 0.082
20/11/2012 40.08 42.56 0.94 2.62 1.09 33.09 1.29 1.18 0.081
14/02/2013 26.46 31.20 0.79 2.31 0.79 33.34 0.94 0.96 0.072
23/04/2013 50.36 39.92 1.26 2.44 1.53 34.31 1.16 1.11 0.056
16/07/2013 24.71 20.02 1.23 2.00 0.89 32.29 0.62 0.73 0.038
03/09/2013 61.23 49.08 1.25 2.89 1.43 35.43 1.39 1.24 0.064
18/03/2014 29.50 35.40 0.84 1.96 2.29 38.81 0.91 0.94 0.072
12/06/2014 23.50 26.50 0.89 1.74 2.45 29.50 0.90 0.93 0.067
02/09/2014 19.30 28.30 0.69 2.10 2.01 31.14 0.91 0.94 0.088
25/11/2014 29.80 39.90 0.75 2.51 3.48 34.58 1.15 1.10 0.095
TABLA 12. RESUMEN DE AFOROS – ESTACIÓN RMS-22 GIRARDOTA
FIGURA 9. COEFICIENTES DE RUGOSIDAD DE MANNING
47
FOTO 4. CARACTERÍSTICAS DE RUGOSIDAD DE LAS MÁRGENES DEL RIO MEDELLÍN – SECTOR EL TOTUMO
5.5 Condiciones de frontera (“boundary conditions”)
Las condiciones de frontera son necesarias para iniciar el cálculo del nivel de la superficie libre del agua en los extremos de un sistema fluvial (aguas arriba o aguas abajo). Se requiere suponer, o conocer, el nivel de la superficie libre del agua en uno de los extremos del tramo a simular, para que el programa HEC-RAS pueda iniciar los cálculos en las secciones transversales subsiguientes. En condición de flujo subcrítico, las condiciones de frontera se requieren solamente en la sección de aguas abajo del tramo fluvial a simular. Si el régimen de flujo es supercrítico, se requiere como condición de borde, conocer el nivel de flujo en la sección de aguas arriba del tramo a simular. Si se considera que en el tramo se puede presentar un régimen mixto, se deben tener condiciones de frontera en las secciones extremas de aguas arriba y aguas abajo.
El programa HEC-RAS manejo cuatro tipos de condiciones de frontera:
Elevación de nivel de flujo conocida: Para esta condición de frontera el usuario debe ingresar un nivel de la superficie libre del agua para cada caudal que se quiera simular.
Profundidad crítica: Cuando se selecciona esta condición de frontera, el usuario no requiere ingresar ninguna información adicional. El programa HEC-RAS calculará el nivel de flujo crítico asociado a cada caudal que se quiera simular.
Profundidad Normal: Para este tipo de condición de frontera, el usuario requiere ingresar la pendiente de la línea de energía, que será utilizada por el programa HEC-RAS para calcular la profundidad Normal, utilizando la ecuación de Manning en cada sección. Se calcula una profundidad Normal, asociada a cada caudal que se quiera simular.
48
Curva de calibración: Cuando se utiliza esta condición de frontera, el usuario debe ingresar una tabla de elevación versus caudal. Para cada perfil de flujo que se quiera simular, la elevación de la superficie libre del agua, es interpolada utilizando la curva de calibración proporcionada por el usuario.
Cuando la elevación de la superficie libre del agua, en los extremos del tramo fluvial a simular no se conoce, el usuario debe estimar bien sea el nivel de la superficie libre del agua, o seleccionar la profundidad normal o la profundidad crítica. Al utilizar un estimativo del nivel de la superficie libre del agua en las fronteras, se incorporará un error en el cálculo del nivel de la superficie libre en la vecindad de las secciones de frontera (aguas arriba o aguas abajo). Para tener respuestas más precisas en el tramo de interés, se deben ingresar secciones transversales adicionales. Si el régimen de flujo es subcrítico, es aconsejable ingresar secciones transversales adicionales aguas abajo del tramo de interés, y si el régimen de flujo es supercrítico, es aconsejable ingresar secciones transversales adicionales en el tramo de aguas arriba, del sector de interés. Si en el tramo de estudio, se advierte que se puede presentar un régimen de flujo mixto, es entonces aconsejable ingresar secciones transversales adicionales, tanto aguas arriba, como aguas abajo.
Con el fin de probar si las secciones transversales adicionadas son suficientes para una condición de frontera específica, el usuario debe tantear con diferentes elevaciones en la sección transversal de frontera. Si el nivel de la superficie libre en las secciones transversales que se encuentran al interior del tramo de interés, converge a una misma respuesta, quiere decir que las secciones transversales adicionadas son suficientes, y por lo tanto el nivel de la superficie libre del agua supuesto en la frontera, no afecta las respuestas en el área de estudio. Si no converge, hay que ingresar secciones transversales adicionales, aguas arriba, aguas abajo, o en ambos extremos, del sector de interés.
Para el caso que nos ocupa, el estudio de niveles de flujo durante el paso de las crecientes del río Medellín, cuando discurre por predios riberanos a la vía El Totumo, se realizó el levantamiento de secciones transversales adicionales, tanto aguas arriba, como aguas abajo, porque no es previsible de antemano, si en el tramo, durante el paso de las crecientes, se presentarán condiciones de flujo subcrítico, supercrítico o mixto, y el no tener en cuenta esta recomendación de los desarrolladores del programa HEC-RAS (Hydrological Engineering Center), podría llevar a que los resultados de los niveles de la superficie libre calculados para el tramo de interés, tengan errores sustanciales.
5.6 Datos de entrada del modelo
Para la simulación de la mancha de inundación en la planicie y las condiciones hidráulicas del flujo para diferentes crecientes, el modelo requiere la geometría del cauce (secciones transversales), la rugosidad del lecho y de las bancas, los caudales de diseño y las condiciones iniciales y de frontera.
La geometría del canal permite determinar la capacidad del cauce para transportar una determinada creciente. En el tramo de novecientos cincuenta (950) metros se transitaron las crecientes de periodo de retorno 2.33, 5, 10 25, 50 y 100 años de periodo de retorno. En este tramo se consideraron ciento noventa y un (191) secciones
49
El Totumo
191
190
187
184181 178
175173170
167 164162
160 157154
151149
146142
139
135
132129
128
125123
121118
115112109
106103
100
9897
949289
888684
82 80 7876
7472
70 686664 62 6058
5654
5250
48 46 44 42 40 38 36 34 32 3028 26 2422
20
1917
14118 6 43
1
Mede l l i n
None of the XS's are Geo-Referenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)
Some schematic data outs ide default extents (see View/Set Schematic Plot Extents...)
transversales espaciadas cada 5 m, cubriendo unos doscientos cincuenta (250) m de la planicie de inundación. En el plano TOTUMO_EA_D_PL_01_1-29-29_SeccionesBatimetricas_V1, se presenta el plano topográfico con el levantamiento de las secciones transversales utilizadas en la modelación. La abscisa inicial corresponde a la sección transversal de aguas arriba, identificado como abscisa K0+000 y la sección transversal de aguas abajo, se identifica como abscisa K0+955. El abscisado del tramo de vía El Totumo, objeto de este estudio, va en sentido contrario, siendo la abscisa K0+000 el extremo norte de la vía, más próximo a la cabecera municipal; y la abscisa K0+1000 en el extremo sur de la vía, en dirección aguas arriba del rio.
Al modelo HEC-RAS se ingresan las distancias entre secciones consecutivas, medidas por la línea central y por cada margen, para dar cuenta implícitamente del alineamiento del canal. En la FIGURA 10se presenta la distribución espacial y la codificación de las secciones transversales de acuerdo con el esquema que utiliza el HEC-RAS.
FIGURA 10. SECCIONES TRANSVERSALES UTILIZADAS EN EL MODELO HEC-RAS
Los caudales máximos utilizados para la simulación del flujo en el río Medellín, en el sector riberano de la vía El Totumo, son el resultado de la aplicación de la Regionalización de Características Medias, para la cuenca de drenaje hasta el puente de ingreso al municipio de Girardota. En la TABLA 13, se presentan los estimativos de crecientes máximas para el sitio del Proyecto.
TABLA 13. CAUDALES DE DISEÑO OBRAS DE PROTECCION VIA EL TOTUMO
Tr (Años) 2.33 5 10 20 25 50 100
Caudal (m3/s) 341.96 369.94 392.74 414.60 421.54 442.90 464.11
50
0 200 400 600 800 10001338
1340
1342
1344
1346
1348
1350
RMedellinTotumo Plan: Plan 01 19/03/2015
Main Channel Distance (m)
Ele
va
tion (
m)
Legend
EG PF 7
WS PF 7
Crit PF 7
Ground
Medellin El Totumo
La rugosidad en el lecho y en cada uno de los taludes que conforman las bancas, se definió de acuerdo con los resultados de los aforos líquidos realizados por el Área de Hidrometría e Instrumentación de EPM, durante el período que funcionó la estación hidrométrica RMS-22 Girardota. Para este caso se utilizó una rugosidad de 0.064 para el lecho, de 0.03 para la margen derecha y de 0.07 para la margen izquierda, de acuerdo con las características de los materiales que conforman el lecho y las zonas de inundación en ambas márgenes. La condición de frontera utilizada en la simulación, es la suposición de la condición de flujo normal en la sección de aguas abajo, con una pendiente de la línea de energía igual 0.004, que corresponde a la pendiente del lecho en el tramo en consideración.
5.7 Condiciones del flujo para los caudales simulados
La llanura de inundación del río Medellín en el sector comprendido entre el Ancón Norte y el Puente de Hatillo, se encuentra fuertemente intervenida, en su margen izquierda por las actividades de extracción de minerales que han dejado excavaciones profundas y jarillones perimetrales a lo largo de esta margen.
En la FIGURA 11 se presenta el perfil de flujo para la creciente de diseño. En ese gráfico la abscisa inicial corresponde a la sección de aguas abajo, que corresponde en el levantamiento topográfico a la abscisa 0+000
FIGURA 11. PERFIL DE FLUJO PARA LA CRECIENTE DE DISEÑO
Se obtuvo la geometría hidráulica asociada a cada creciente: profundidad (h), velocidad (V), ancho superficial de la lámina de agua, (T), régimen de flujo evaluado por el No. de Froude (Fr) y pendiente de fricción, (Sf). En el Anexo 1, se presentan los resultados de las condiciones de flujo asociadas a crecientes Q2.33, Q5, Q10 y Q20, Q25, Q50 y Q100. En la TABLA 14, se presenta un resumen de las estadísticas de las condiciones de flujo en las 191 secciones transversales en la modelación.
51
EstadísticasNivel del
lecho
Nivel de
la
superficie
del agua
Nivel
critico
Nivel
Linea
energia
Pendient
e linea de
energia
VelocidadArea de
flujo
Ancho
Superficial
No de
Froude
Profundidad
de flujo
(m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m) (m)
Maximo 1343.38 1347.72 1342.59 1348.04 0.0048 3.09 344.01 133.93 0.43 6.20
Minimo 1339.15 1343.82 1342.03 1344.14 0.0012 1.44 137.34 34.16 0.22 3.41
Promedio 1340.96 1345.94 1342.33 1346.17 0.0029 2.17 211.98 82.31 0.33 4.98
TABLA 14. ESTADÍSTICAS DE LAS CONDICIONES DE FLUJO DEL RÍO MEDELLÍN – SECTOR EL TOTUMO
De acuerdo con los resultados consignados en esta tabla, se observa que el nivel más bajo del lecho del río Medellín en el tramo en estudio, alcanza la cota 1339.15 msnm, y ocurre en la sección de aguas abajo, y el nivel más alto, es la cota 1343.38 msnm y ocurre en la primera sección de aguas arriba. Entre las dos secciones hay un distancia de 950 metros, o sea que la pendiente del lecho en el tramo es de 0.45%. El nivel de la superficie libre del agua, para la creciente con período de recurrencia de 100 años, en la sección de aguas arriba del tramo alcanza la cota 1347.68 msnm, y en la sección de aguas abajo, el nivel de flujo con el paso de dicha creciente alcanza la cota 1344.41 msnm.
La velocidad de flujo para la creciente de diseño en el tramo en consideración varía entre 1.48 m/s y 3.09 m/s, con un valor promedio de 2.26 m/s. Para esa misma creciente, el ancho superficial promedio es de 88.33 m, el máximo es de 133.93 m que ocurre en la abscisa K 0+155 y el mínimo es de 41.96 m y se presenta en la sección K 0+765. La profundidad de flujo promedio durante el paso de la creciente de diseño es de 5.28 m, la profundidad mínima sería de 4.16 m que ocurriría en la sección con abscisa K 0+300 y la profundidad máxima sería de 6.20 m, que ocurriría en la abscisa K 0+510, que corresponde a la zona central del meandro que forma el río Medellín cuando se acerca a la banca de la vía El Totumo.
En la situación actual el paso de la creciente de diseño, con período de recurrencia de 100 años, inunda la margen derecha del río Medellín, en la franja comprendida entre la banca de la vía El Totumo y la orilla derecha del río. En la margen izquierda la inundación está controlada por la presencia del terraplén perimetral que protege contra inundaciones las instalaciones de PROCOPAL. En la TABLA 15 se presentan los valores del ancho de la franja de inundación de la margen derecha del río Medellín en el sector de la vía El Totumo. Esa franja tiene un ancho promedio de 19.72 m, un valor máximo de 51.99 en la sección de aguas abajo (Abscisa k0+955), y un valor mínimo de 1.63 m, en la abscisa k0+615.
En el archivo TOTUMO_EA_D_PL_01_1-1_ManchaInundacion_V1 se presenta el plano con la mancha de inundación del río Medellín, generada por el paso de la creciente de diseño, en la zona riberana a la banca de la vía El Totumo.
52
Estación AbscisaDistancia a orilla
derecha
188 k0+020 10.02
175 k0+085 15.06
160 k0+160 26.65
148 k0+220 13.8
134 k0+290 25.34
116 k0+380 20.71
98 k0+470 23.33
86 k0+530 28.17
69 k0+615 1.63
62 k0+650 1.8
55 k0+685 2.46
47 k0+725 4.62
31 k0+805 13.77
18 k0+870 31.89
7 k0+925 44.29
1 k0+955 51.99
Media 19.72
Maximo 51.99
Minimo 1.63
TABLA 15. ANCHO DE LA FRANJA DE INUNDACIÓN EN LA MARGEN DERECHA DEL RIO MEDELLIN CON EL PASO DE LA CRECIENTE DE DISEÑO
En la zona de cruce del viaducto de la tubería de acueducto que abastece de agua a la cabecera municipal de Girardota, la mancha de inundación tiene un ancho de 26.65 m, llegando a la base de las pilas de fundación de dicha conducción. En la FOTO 5 se pueden apreciar en ese lugar, relictos de basuras, madera, plástico y otros objetos que han sido transportados por el río Medellín, durante las crecientes, y que dan cuenta que esta zona ha sido anegada recurrentemente, y también se observa que parte de la fundación de una de las pilas, ha sido socavada por el paso de las crecientes que alcanzan este nivel.
Los resultados de la simulación de los niveles de flujo y las condiciones de flujo asociadas al paso de la creciente de diseño, son el insumo principal para el cálculo de la susceptibilidad a la socavación del cauce y la margen derecha del río Medellín en el sector riberano a la banca de la vía El Totumo, cuya metodología y resultados se muestran en el numeral siguiente.
53
FOTO 5. RASTROS DE CRECIENTES DEL RIO MEDELLÍN EN EL SECTOR DEL VIADUCTO
54
6. SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN
6.1 INTRODUCCIÓN
Debido a las condiciones de turbulencia que se presenta cuando discurren crecientes importantes en el río Medellín en el tramo en consideración, el flujo del agua desarrolla una fuerza de tracción importante que socava el lecho y las márgenes del río. Dicha situación se presenta en algunos sectores riberanos a la banca de la vía El Totumo, donde la socavación alcanza una magnitud importante, tal como se muestra en la FOTO 6.
FOTO 6. FENÓMENO DE SOCAVACIÓN LATERAL DEL CAUCE ASOCIADO AL RÍO MEDELLÍN.
Teniendo en consideración la situación antes planteada, en este estudio se adelantó un estudio de socavación del lecho, utilizando los resultados de la simulación del tránsito de la creciente con período de recurrencia de 100 años.
6.2 MÉTODOS EMPLEADOS PARA ESTIMAR LA SOCAVACIÓN1
En cualquier estudio de socavación total, el proyectista debe considerar cuatro aspectos básicos:
1 Manual de Drenaje para Carreteras. Ministerio de Transporte. Instituto Nacional de Vías,
Bogota D.C. Diciembre de 2009.
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1) Degradación o gradación general del cauce a largo plazo, ya sea debido a causas naturales motivadas por el efecto acumulado a través del tiempo del paso de crecientes, o por causas externas originadas, por ejemplo, por la construcción de presas o por la alteración antrópica de la cuenca (deforestación, urbanización, explotación minera, etc.), lo cual trae como consecuencia la alteración del equilibrio entre el suministro de sedimentos por la cuenca y el transporte de éstos por la corriente. 2) Socavación por migración lateral de la corriente, la cual se presenta básicamente por la divagación de la corriente, ya sea en tramos meándricos o rectos y que de no evaluarse de manera adecuada, puede terminar por afectar la infraestructura de un puente o de una vía que discurre en forma paralelo a la corriente fluvial. 3) Socavación general, tiene que ver con el descenso generalizado de lecho de la corriente durante el paso de la creciente de un período de retorno de 100 años y que se sucede en tramos rectos; en una contracción ya sea de tipo natural o motivada por una obra (estribos, puentes, espigones, etc.) y en los tramos de curvas en los ríos. 4) Socavación local en estribos y pilas. La socavación se puede presentar bajo dos formas, la primera como condición de lecho móvil (lived-bed), la cual ocurre cuando se considera transporte de sedimentos desde aguas arriba hasta el sitio del puente, depositándose parte de este sedimento en la fosa de socavación, y la segunda es socavación por agua clara (clear-water) que ocurre cuando no hay transporte de sedimentos desde aguas arriba y, por lo tanto, el material removido de la fosa socavada no es reemplazado. El criterio que permite definir bajo qué condiciones se debe llevar a cabo un análisis de socavación corresponde a: − Si la velocidad media del flujo en el tramo de aguas arriba (V) es igual o menor que la velocidad crítica con la cual se inicia el movimiento de las partículas (Vc) referida al diámetro medio (d50) del material del lecho, la socavación será por condiciones de aguas claras (clear-water). − Si la velocidad media del flujo en el tramo de aguas arriba (V) es mayor que la velocidad crítica con la cual se inicia el movimiento de las partículas (Vc) referida al tamaño medio del material, se tendrá socavación por movimiento de lecho (live-bed). La velocidad media se determina según la ecuación de Manning y para calcular la velocidad crítica se puede aplicar la siguiente ecuación:
Donde: Vc: Velocidad crítica por encima de la cual el material de lecho con tamaño d50 o más pequeño es transportado, en metros por segundo (m/s).
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Y0: Profundidad del flujo, en metros (m). d50: Diámetro de la partícula de lecho de una muestra, en la cual el 50% es más fino, en metros (m).
6.2.1 Socavación general en cauces definidos
El conocimiento del descenso del nivel del lecho de un río, a causa de la socavación general, es de gran importancia en el diseño de estructuras hidráulicas en los ríos. En este proceso de degradación del lecho por el paso de una creciente asociada a un periodo de retorno, pueden quedar al descubierto capas del subsuelo que, dependiendo de la estratificación del cauce, podrían corresponder a un solo material, condición conocida como homogénea, o a estratos con materiales distintos al que forma el lecho inicial del cauce, condición conocida como heterogénea. Para calcular la socavación general se requiere la siguiente información: − Sección transversal del cauce del sitio a salvar por la estructura, indicando el nivel del agua para el caudal de diseño asociado a su periodo de retorno. − Caudal de diseño asociado a su periodo de retorno. − Características físicas del material del fondo inicial y de los diferentes estratos del subsuelo que puedan ser descubiertos y erosionados durante el paso de la creciente seleccionada. Los datos más importantes son la densidad y la granulometría de suelos no cohesivos y el peso volumétrico seco de los materiales cohesivos. Existen muchos métodos para evaluar la socavación general, siendo el más utilizado en el medio colombiano el propuesto por Lischtvan - Lebediev. Asimismo, se emplean otros métodos como el de Maza Álvarez, Maza Álvarez - Echavarría Alfaro y el de Blench, entre otros. En este estudio se utilizará el método propuesto por Maza Álvarez porque considera el proceso de socavación de un lecho acorazado, que es el que se presenta en el río Medellín, en el tramo riberano de la vía E Totumo, en el municipio de Girardota. 6.2.2 Método de Maza Álvarez
El criterio propuesto por Lischtvan y Lebediev para la determinación de la profundidad de socavación general establece que el mecanismo de erosión se detendrá cuando la velocidad del escurrimiento (Vr ) se reduzca hasta un punto tal en que iguale a la velocidad mínima o de equilibrio (Ue).
La hipótesis fundamental sobre la cual se basa el método establece que la distribución transversal de caudales de una sección se mantiene invariable durante todo el desarrollo del proceso erosivo. La variación de la velocidad media de la corriente (Vr) en función de la profundidad y para cada punto de la sección, puede ser obtenida analizando una franja de la sección transversal (FIGURA 12).
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FIGURA 12. DISTRIBUCIÓN DE CAUDALES EN UNA SECCIÓN TRANSVERSAL Y PROFUNDIDES ASUMIDAS POR EL MÉTODO
De esta manera, la velocidad media de la corriente para cada punto de la sección es considerada por esta teoría a partir de la ecuación de Manning, del siguiente modo:
Donde:
Vri :es la velocidad media luego de la erosión en la vertical i de la sección (m/s).
hoi = Profundidad antes de la erosión en la vertical i de la sección (m).
hsi = Profundidad luego de la erosión en la vertical i de la sección (m).
hm = Profundidad media de la sección antes de la erosión (m).
Qd = Caudal de diseño total (m³/s).
Be = Ancho superficial efectivo asociado con Qd (m).
Cuando la sección en estudio corresponde al cruce de un puente, el flujo forma vórtices cerca de las pilas o estribos, por lo que se hace necesario afectar el valor de un coeficiente de contracción ( ). Este coeficiente es función de la velocidad media del flujo
(Vri) y del claro entre las pilas (L), el cual puede calcularse según Maza Álvarez a partir de la siguiente expresión:
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Donde L (m) es la longitud del claro entre los dos estribos, y V (m/s) es la velocidad media del flujo en la sección del puente, dada por la relación:
Donde Ae es el área hidráulica efectiva, en m².
Para el caso en estudio, de la socavación en el sector, el caudal no es alterado, es decir, se asume un µ cercano a la unidad.
De esta manera, el coeficiente , el cual representa la conductancia de la sección del
cauce, consecuencia de la pendiente de energía y el coeficiente de rugosidad asociados con la misma, quedaría expresado de la siguiente forma:
La velocidad Vri puede expresarse entonces de modo más general:
Donde qi en el caudal por unidad de ancho asociado con la franja de ancho iB
Para evaluar la velocidad mínima o de equilibrio, esta teoría propone una ecuación que depende fundamentalmente del diámetro de las partículas que componen el fondo y la cual fue propuesta por Maza Álvarez (Schreider et al, 2001).
Siguiendo lo establecido por Lischtvan – Lebediev, este método se basa en las ecuaciones de la velocidad mínima necesaria para erosionar el material de fondo, obtenidas por Maza, en función del diámetro d84 de la muestra del lecho; diámetro que permite considerar las condiciones de acorazamiento que se pueden presentar en el cauce. Las expresiones, según el rango de aplicación del d84, corresponden a: − Para suelos granulares:
Válida sí 0.0028 m ≤ d84 ≤ 0.182 m.
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Válida si 0.182 m ≤ d84 ≤ 1.0 m.
Donde d84 es el diámetro de la muestra de sedimento en que el 84% en peso es menor que este tamaño, en metros (m); es un Coeficiente en función del período de retorno
(Tr), asociado con el caudal de diseño, cuya expresión fue propuesta para Tr entre 15 y 1500 años como:
Las ecuaciones anteriores son aplicadas a varias líneas verticales de la sección transversal de flujo. La profundidad de cada uno de estos puntos está en función de la profundidad inicial; de esta manera, al unir todas las profundidades se obtiene el perfil de la sección teórica socavada (FIGURA 13).
FIGURA 13. PERFIL DE LA SECCIÓN TEÓRICA SOCAVADA
.
Con el método descrito se obtiene la profundidad de socavación general en cualquier tramo del río, incluso en aquellos en los que el ancho se reduce en forma natural o artificial debido a la presencia de estructuras hidráulicas, así como en cualquier sección localizada en una curva, protegida o no.
6.3 RESULTADOS
6.3.1 Socavación lateral
Este fenómeno es el resultado de la interacción del río Medellín con los materiales que conforman sus orillas y según sea la geometría del cauce pueden focalizarse en uno u otro sector del mismo. En la zona de estudio, el drenaje del río Medellín se caracteriza por tener una geometría meándrica desarrollada gracias al ensanchamiento que el valle
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de Aburrá tiene en este sector. Los drenajes meándricos se caracterizan por que la socavación se focaliza en la cara de entrada del meandro (FIGURA 14), sector en el cual el río transmite toda su energía a los materiales que conforman la orilla dando lugar a la erosión del borde.
FIGURA 14. SOCAVACION LATERAL DEL CAUCE
Durante los recorridos de campo a partir de la revisión de las fotografías aéreas e imágenes satelitales pudieron identificarse fenómenos de socavación lateral de las márgenes que tienen lugar en la base del segmento occidental de la zona de estudio. El grado de actividad de estos fenómenos es alto y a causa de la intensidad con que el río embate contra el borde se han originado fenómenos de inestabilidad remontantes que se han visto reflejados en deslizamientos de gran magnitud en cercanías a este sector.
El método propuesto por Lischtvan-Lebediev simplificado por Maza Álvarez (Schreider et al, 2001) ha sido utilizado para calcular la profundidad de socavación en las secciones transversales del tramo riberano a la banca de la vía El Totumo en una extensión aproximada de unos novecientos cincuenta (950) metros.
Para el cálculo del coeficiente de contracción del cauce μ se utilizaron los valores reportados en la Tabla 6.1, del Manual de Drenaje para Carreteras del INVIAS, como una función de la velocidad media del flujo y del ancho superficial de flujo en cada sección. Los valores de este coeficiente se muestran en la TABLA 16.
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TABLA 16. FACTOR DE CORRECIÓN POR CONTRACCIÓN DEL CAUCE
La velocidad media de flujo se calculó usando la siguiente expresión:
Donde Qd es el caudal de diseño para un período de retorno de 100 años y Ae es el área hidráulica efectiva. El coeficiente de sección es calculado teniendo en cuenta el valor
del caudal de diseño Qd, el ancho superficial de flujo Be y la profundidad media hm del flujo en la sección, el cual es estimado de la siguiente forma:
Donde Be es el ancho superficial efectivo asociado con Qd.
Se utilizó la granulometría del material encontrado en las exploraciones del cauce y las márgenes del río Medellín en el sector objeto de este estudio. En la TABLA 17 se presenta la granulometría del material del lecho del río Medellín en este sector.
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TABLA 17. CURVA GRANULOMÉTRICA UTILIZADA PARA EL ANÁLISIS DE SOCAVACIÓN.
El material del lecho del río Medellín corresponde a una grava limosa de color gris, cuyo d84, corresponde a un diámetro de 31.75 mm, o sea 0.03175 m.
Teniendo en cuenta los valores de profundidad media hm en cada sección transversal del río Medellín en el tramo en consideración, el diámetro promedio d50 de las partículas del lecho, y utilizando la siguiente expresión, se calculó la velocidad crítica para iniciación del movimiento, y se comparó con la velocidad media de flujo V, para verificar si las condiciones de flujo para iniciación del movimiento de las partículas y por lo tanto susceptibilidad a la socavación, se presenta en condiciones de movimiento generalizado del lecho (“clear water”), o de socavación local (“live-bed”):
El coeficiente de frecuencia β se determinó utilizando la siguiente expresión, considerando un período de retorno de diseño Tr de 100 años. El valor obtenido es igual 1.24.
El coeficiente de corrección por el efecto del cambio de la densidad del agua durante la creciente φ, debido a una alta concentración de sedimentos, se calculó utilizando la siguiente expresión:
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Estación Abscisa
Maxima
Socavación
(m)
Estación Abscisa
Maxima
Socavación
(m)
190 k0+010 0.96 17 k0+875 0.71
184 k0+040 0.06 16 k0+880 0.66
183 k0+045 0.15 15 k0+885 0.41
182 k0+050 0.19 14 k0+890 0.43
181 k0+055 0.11 13 k0+895 0.35
180 k0+060 0.10 12 k0+900 0.09
69 k0+615 0.29 11 k0+905 0.04
68 k0+620 0.10 8 k0+920 0.01
25 k0+835 0.06 7 k0+925 0.31
24 k0+840 0.08 6 k0+930 0.53
23 k0+845 0.09 5 k0+935 0.58
22 k0+850 0.33 4 k0+940 0.63
21 k0+855 0.60 3 k0+945 0.71
20 k0+860 0.93 2 k0+950 0.64
19 k0+865 0.95 1 k0+955 0.58
18 k0+870 0.82
Donde es el peso específico del agua más sedimento, en toneladas por metro cúbico (T/m3). Para este caso se supuso un , obteniendo un valor de φ = 1.05. Para el cálculo de la susceptibilidad a la socavación en el tramo riberano a la banca de la vía El Totumo, se determinó el nivel de flujo para la creciente con período de recurrencia de 100 años, y el nivel del lecho actual. La diferencia, corresponde entonces a la profundidad de flujo inicial y0 que se utilizará para el cálculo de la socavación en ese punto, utilizando la siguiente expresión:
El valor estimado de la susceptibilidad a la socavación en cada sección transversal se compara con la profundidad de flujo inicial y0, y si es mayor, se calcula la magnitud de la socavación, como la diferencia entre el valor calculado como “susceptibilidad a la socavación”, menos la profundidad de flujo inicial y0.
Los resultados obtenidos muestran que en el tramo inicial entre la abscisa K0+005 hasta la abscisa K0+060 se presenta una socavación máxima que oscila entre 0.10 m y 0.86 m. Entre las abscisas K0+615 y K0+620 se presenta una socavación entre 0.29 y 0.10 m. En el tramo comprendido entre las abscisas K0+835 y K0+955, punto final del tramo en estudio, se presenta socavación del lecho que oscila entre 0.06 m y 0.95 m. En la TABLA 18 se muestra la magnitud de socavación máxima que se presenta en cada una de las treinta y un (31) secciones en donde se muestra un proceso de degradación del lecho, durante el paso de la creciente de diseño.
TABLA 18. SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN DEL LECHO DEL RIO MEDELLÍN EN EL TRAMO EN ESTUDIO
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En la FIGURA 15 se muestra el resultado del proceso de socavación del lecho del río Medellín, durante el paso de la creciente con período de recurrencia de 100 años en la abscisa K0+860. La socavación del lecho, genera condiciones de inestabilidad de las márgenes porque durante el proceso de paso de la creciente saturan el suelo, debido a que el nivel de inundación en la cota 1344.77 msnm supera el nivel de las márgenes del río.
FIGURA 15. SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN ABSCISA K0+860
En el plano TOTUMO_EA_D_PL_01_1-29-29_SeccionesBatimetricas_V1 se muestran los perfiles transversales de algunas secciones del río Medellín en el tramo riberano a la vía El Totumo, susceptibles a la socavación durante el paso de la creciente de diseño.
6.3.2 Movimientos en masa
Hasta la fecha, en la zona de estudio se han identificado tres movimientos en masa de gran magnitud detonados por una combinación de fenómenos de diverso origen, El primero de ellos se localiza en el segmento occidental de la zona de estudio (FOTO 7 y FOTO 8) y está directamente ligado al fenómeno de socavación del cauce, el cual genera erosión en la pata del talud, a las altas pendientes que caracterizan el sector, y al manejo inadecuado de las aguas de escorrentía.
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FOTO 7. CORONA DEL DESLIZAMIENTO QUE SE LOCALIZA EN EL SEGMENTO OCCIDENTAL DE LA ZONA DE ESTUDIO.
FOTO 8. AGRIETAMIENTOS SOBRE LA LADERA ASOCIADOS AL DESLIZAMIENTO QUE SE LOCALIZA EN EL SEGMENTO OCCIDENTAL DE LA
ZONA DE ESTUDIO.
El movimiento en la ladera a su vez genera un proceso remontante que a la fecha abarca un área estimada de 1000 m2.
El segundo generado por las mismas causas, aunque con mayor efecto por socavación de la pata y manejo inadecuado de aguas servidas generadas por la mayor concentración de viviendas, se extiende desde el lecho del río hasta media ladera y
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afecta la vía (FOTO 9) y las viviendas del sector, al punto en que algunas viviendas en este sector han tenido que ser desalojadas y demolidas (FOTO 10).
Asociado a este deslizamiento, se encontraron cicatrices de deslizamientos relativamente recientes, que según información suministrada por los vecinos del sector, están relacionadas con un deslizamiento sucedido en la zona, responsable del desplome de varias viviendas, lo que sugiere que este tipo de deslizamientos se extienden un poco más al oriente del deslizamiento antes descrito.
FOTO 9. AGRIETAMIENTOS Y HUNDIMIENTOS SOBRE LA VÍA QUE COMUNICA EL CASCO URBANO MUNICIPIO DE GIRARDOTA CON LA VEREDA EL TOTUMO
FOTO 10. VIVIENDA LOCALIZADA SOBRE EL MARGEN DERECHO DEL RÍO MEDELLÍN EN CERCANÍAS DEL DESLIZAMIENTO DEL SEGMENTO OCCIDENTAL
DE LA ZONA DE ESTUDIO.
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El tercer deslizamiento, se localiza hacia el centro de la zona de estudio (FOTO 11) y al igual que el de la zona occidental, es un fenómeno de gran magnitud cuyo origen parece estar asociado a la saturación de los suelos por malos manejos de aguas de escorrentía y residuales.
FOTO 11. CORONA DEL DESLIZAMIENTO DEL SEGMENTO CENTRAL DE LA ZONA DE ESTUDIO.
A diferencia de los otros dos deslizamientos, éste ha sido tratado con anterioridad mediante un muro en gavión revestido en cemento que a la fecha se encuentra deformado y agrietado y que adicionalmente no abarcó la totalidad del deslizamiento (FOTO 12 y FOTO 13).
FOTO 12. AGRIETAMIENTOS EN EL MURO DE GAVIONES REVESTIDO EN CEMENTO CONSTRUIDO PARA MITIGAR EL DESLIZAMIENTO DEL SEGMENTO
CENTRAL DE LA ZONA DE ESTUDIO.
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FOTO 13. MURO EN GAVIÓN Y SEGMENTO DE LA CORONA DEL DESLIZAMIENTO DEL SEGMENTO CENTRAL DE LA ZONA DE ESTUDIO.
Este deslizamiento no afecta directamente ninguna vivienda pero si la vía, la cual presenta abultamientos, hundimientos y grietas (FOTO 14). En cuanto a su magnitud, este alcanza unas dimensiones estimadas de 600m2 pero su longitud total no se conoce con claridad aún.
FOTO 14. AGRIETAMIENTOS SOBRE LA VÍA QUE COMUNICA LA CABECERA DEL MUNICIPIO DE GIRARDOTA CON LA VEREDA EL TOTUMO.
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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El propósito de este trabajo fue analizar la incidencia del régimen de flujo del río Medellín en el sector riberano a la vía El Totumo del municipio de Girardota, sobre la estabilidad de la banca de esta vía, con el fin de diseñar las obras de estabilización de un (1) km de esta carretera, para disminuir la vulnerabilidad de las comunidades asentadas en este sector, y de la infraestructura vial y de servicios que atiende esta población. Con este propósito se adelantaron estudios hidrológicos a nivel de crecientes del río Medellín, estimativos de los niveles de inundación asociados a crecientes con diferentes períodos de recurrencia y cálculos de susceptibilidad a la socavación del lecho y las márgenes del río Medellín en el tramo en consideración. Los resultados obtenidos en términos hidrológicos indican que el río Medellín en el sector riberano a la vía a El Totumo tiene un caudal promedio de 34.11 m3/s, un caudal mínimo promedio anual de 12.22 m3/s, y en épocas de verano intenso, como la que se presentó en febrero de 2010, dicha corriente fluvial alcanzó un caudal mínimo de 9.33 m3/s. En la última década el río Medellín ha experimentado crecientes con valores muy superiores a los históricamente registrados desde el año 1995, año en el cual inició registros la estación hidrométrica RMS-22 Girardota, operada por EPM. El caudal máximo histórico registrado en ésta estación, se presentó en mayo de 1996, con un caudal pico de 392.60 m3/s. Desde el año 2002 hasta el mes de Junio de 2012, se presentaron tres (3) caudales pico que superaron los 380 m3/s.
Con base en el análisis de frecuencia de caudales máximos, y utilizando la función de distribución de probabilidad Log Pearson Tipo III, se encuentra que el caudal con período de retorno de 100 años puede alcanzar un valor de 464.11 m3/s. Aplicando técnicas de Regionalización de Características Medias, para el mismo sitio se obtiene un caudal de 485.5 m3/s. Para el cálculo de los niveles de flujo asociados a la creciente de diseño, se utilizó el estimativo obtenido por medio del análisis de frecuencia de caudales máximos, porque se fundamenta en el análisis de la serie de caudales del río Medellín registrados en el mismo sitio del proyecto.
Para el cálculo de niveles de flujo asociados a crecientes con diferentes períodos de retorno, se utilizó el modelo HEC-RAS, alimentado con la información de caudales y con la información del levantamiento topográfico de ciento noventa y un (191) secciones transversales extendidas a lo largo de una planicie de inundación de unos ciento cuarenta (140) metros, en una longitud de unos novecientos cincuenta y cinco (955) metros, con secciones espaciadas cada cinco (5) metros.
Se simuló el paso de las crecientes del río Medellín riberano a la vía El Totumo con las condiciones del terreno actual. Los resultados muestran que la mancha de inundación para la creciente de diseño con período de recurrencia de 100 años, desborda el cauce del río Medellín e inunda ambas márgenes. Paralelo a la margen derecha del río Medellín discurre un (1) kilómetro de la vía El Totumo y la mancha de inundación tiene un ancho promedio de 19.72 m, medidos desde la margen derecha y el nivel de aguas máximas; un valor máximo de 51.99 m y un valor mínimo de 1.63 m, en el sector más estrecho del tramo. En la margen izquierda la mancha de inundación está controlada por un terraplén de protección contra inundaciones que fue construido por PROCOPAL, distante entre unos doce (12) y sesenta y cinco (65) metros de distancia de dicha orilla,
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cuya corona está ubicada aproximadamente a los 1345 msnm, que corresponde al nivel de flujo del paso de la creciente con período de recurrencia de 100 años. El punto de mayor cercanía del nivel de la creciente diseño a la banca de la vía El Totumo, ocurre en la abscisa K0+160, y coincide con el extremo exterior de un meandro que forma el río Medellín en este sector, donde la mancha de inundación se encuentra a 16.22 m del eje de la vía.
Para el cálculo de la susceptibilidad a la socavación del lecho y las márgenes del río Medellín en el tramo de estudio, se utilizó el Método de Maza Álvarez, teniendo como información de base, el levantamiento topográfico de unas ciento noventa y un (191) secciones transversales, los resultados de las condiciones de flujo (niveles de flujo, velocidades, anchos superficiales, y profundidades), correspondientes al paso de la creciente de diseño, y las características granulométricas del material que conforma el lecho del río Medellín en el tramo en consideración.
Los resultados indican que en treinta y un (31) secciones transversales, de las ciento noventa y un (191) utilizadas en la modelación, existe una susceptibilidad a socavación del lecho y las márgenes del río Medellín durante el tránsito de la creciente de diseño. Este proceso ocurre en los tramos en los cuales el río Medellín discurre por zonas más estrechas, confinadas entre el talud inclinado en la margen derecha y el terraplén para el control de inundaciones construido por PROCOPAL en la margen izquierda, donde la velocidad de flujo se incrementa, situación que se presenta especialmente entre las abscisas K0+835 y K0+955 final del tramo en estudio.
En el tramo donde el nivel de flujo asociado a la creciente de diseño se acerca a la banca de la vía El Totumo, la mancha de inundación es bastante amplia, alcanzando un ancho de aproximadamente unos ciento veintidós (122) metros. Esta situación genera condiciones más favorables para la estabilidad de la margen derecha del río Medellín, pero genera erosión laminar del suelo, haciendo muy vulnerable la infraestructura de servicios (conducción de agua para el municipio de Girardota), y la banca de la vía El Totumo. Debido a este proceso recurrente de erosión laminar de la ladera derecha del río Medellín en la zona del viaducto de la conducción del acueducto municipal de Girardota, se generó el colapso de dicha infraestructura, y de paso, desestabilizó la banca de la vía El Totumo. Esta situación conllevó a que EPM operadora del sistema de acueducto del municipio de Girardota, tomara la decisión de construir una variante a esta conducción, eliminando el riesgo de rompimiento de dicha tubería, y su afectación a la estabilidad de la vía El Totumo.
Con base en los anteriores resultados, se recomienda:
1. Proteger la margen derecha del río Medellín en el tramo que discurre en forma paralela a la banca de la vía El Totumo, en la faja que ocupa la mancha de inundación asociada a la creciente de diseño, especialmente en el tramo comprendido entre las abscisas K0+000 y K0+270. En este tramo, recientemente se adelantó la protección con enrocado (FOTO 15), tomando material grueso de lecho y conformando un jarillón con un ancho promedio de unos 7.25 m.
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FOTO 15. ENROCADO DE PROTECCIÓN DE LA MARGEN DERECHA DEL RÍO MEDELLÍN
El ancho promedio de la zona a proteger en este tramo es de 18.20 m, es decir que en promedio habría que extender la zona en enrocado en una faja de unos once (11) metros aproximadamente. De acuerdo con estimativos de susceptibilidad a la socavación, utilizando el Modelo de Maza Álvarez, el diámetro del enrocado deberá ser de al menos 0.20 metros y se recomienda colocar una capa de unos 0.50 m de espesor, sobre un filtro granular, cuyo diseño se realizará en los próximos días. Adicionalmente, en la orilla derecha, con un ancho promedio de dos (2) metros, se colocarían unos hexápodos de concreto reforzado, prefabricados en sitio, con una dimensión de 1.0 m entre aristas, y con un peso aproximado de unos 188 kilogramos. La zona a proteger sería la margen derecha con un ancho promedio de dos (2) metros. En la FIGURA 16 se presenta la geometría de los hexápodos propuestos y en la FOTO 16 se muestra la forma cómo quedarían colocados. Las especificaciones técnicas de dichos hexápodos se presentan en el Anexo 5 de este informe.
2. En los tramos para los cuales los cálculos de susceptibilidad a la socavación del lecho y las márgenes del río Medellín muestran que durante el paso de la creciente de diseño, se presenta una degradación del lecho y de las márgenes (TABLA 18), se recomienda la colocación de hexápodos de concreto reforzado, en la margen derecha, en una franja con un ancho promedio de dos (2) metros, desde el cauce hasta la superficie libre del agua, para el nivel de creciente con período de recurrencia de 5 años.
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0.10X0.10
0.20X0.20
Peso aprox. 188 Kg Rendimiento 13 Hex/m3
FIGURA 16. GEOMETRÍA HEXÁPODOS PARA PROTECCIÓN DE ORILLAS
FOTO 16. COLOCACIÓN DE HEXÁPODOS PARA PROTECCIÓN DE ORILLAS
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