Hacia un sistema de clasificación de cárcavas

Resumen

El objetivo del presente trabajo es describir brevemente algunos métodos clásicos de clasificación de cárcavas, con el fin de proponer algunas mejoras en los mismos y, en última instancia, combinar dichas clasificaciones y poder lograr una visión más detallada del objeto en estudio. Para tales efectos, la metodología seguida consta principalmente de una revisión bibliográfica y de la experiencia personal del autor con relación al conocimiento in situ del problema. Hasta cierto punto, en los esquemas metodológicos para clasificar los sistemas de cárcavas se consideran cuando mucho un par de criterios. Los rasgos que más se utilizan son la profundidad y la forma en planta. Aunque incluir otras variables puede implicar algo de complicación para los lectores o investigadores del problema, como propuesta metodológica final se tiene la consideración de otros parámetros con el fin de obtener una imagen más objetiva acerca de la forma geométrica de una cárcava, así como del grado de actividad erosiva. Lo importante, en todo caso, es que en los estudios sobre la morfología de los barrancos no se debe omitir otra serie de aspectos fundamentales. Entre otros de los elementos a considerar se tienen: la forma del perfil transversal, el área, el volumen, la pendiente longitudinal, el tipo de actividad erosiva y la cantidad de población humana circundante –en caso de haberla.

Palabras clave: Cárcavas, profundidad, forma en planta, perfil transversal, escorrentía.

Introducción

Para el caso de Ciudad Bolívar, Venezuela, la erosión en cárcavas es un serio problema para múltiples comunidades, las cuales se ven amenazadas por el crecimiento de dichas formas de erosión que hacen colapsar viviendas, calles y otras estructuras. A partir de este problema, en el presente estudio se hace una breve discusión acerca de los distintos métodos en que se ha intentado clasificar las cárcavas, y, a la vez, se proponen otras formas de clasificarlas y/o de describirlas, ya que no todas las cárcavas son iguales y no todas requieren los mismos modos de control. En el texto se citan y se discuten algunos métodos clásicos para clasificar las cárcavas y, a la vez, se sugieren algunas modificaciones en dichos métodos; luego se recomienda la realización de una matriz estructural donde deben incorporarse los rasgos morfológicos más fundamentales, y, por agregado, se hace un breve comentario acerca del costo máximo de control y sobre la cartografía geomorfológica correspondiente.

Entre más grande sea la cárcava, más costosas serán las obras de infraestructura que habrá que llevar a efecto para controlar su crecimiento. Por lo tanto, se hace necesario que los investigadores uniformicen las maneras a la hora de estudiar la morfología de las cárcavas o barrancos. A partir de ello las referencias bibliográficas a ser utilizadas por otros investigadores, o usuarios que requieran de alguna información, se harán más fácilmente entendibles. En el presente escrito se incorporan, además, algunos ejemplos gráficos hipotéticos que necesariamente deben apoyar a cualquier estudio sobre cárcavas que se haga, no solamente en el ámbito de Ciudad Bolívar, sino en cualquier otro caso parecido en el mundo.

Los criterios de clasificación de las cárcavas

Según la profundidad

Es el criterio más utilizado, tan solo que las clases acerca de las dimensiones en cuanto a este parámetro parecen no ser del todo convincentes; por lo que se hace necesario añadir otros tipos. Obsérvese en la Tabla I la clasificación propuesta por [1], la que, además de la profundidad, incorpora el área de la cuenca de contribución como un segundo criterio.

Tabla I. Clasificación de las cárcavas según la profundidad y el área de la cuenca de contribución (Según [1]).

El problema con esta clasificación es que a los barrancos no solo hay que verlos desde el punto de vista de la profundidad, sino también desde arriba; es decir, en planta. Porque puede que la cárcava tenga una profundidad de, por ejemplo 3 m, pero de ancho solo 2 m, lo cual la hace mediana y pequeña al mismo tiempo. Por otra parte, una cárcava o un sistema de cárcavas no necesariamente es grande porque su cuenca de contribución sea también grande; es más, cuando un sistema de barrancos se ha extendido lo suficiente, su cuenca de contribución (es decir, el espacio que queda pendiente arriba de sus cabeceras) se hace menos extenso. Morfológicamente, una cárcava de 2 m de profundidad puede ser relativamente pequeña, pero desde el punto de vista del riesgo a las comunidades puede ser una seria amenaza. El área de la cuenca de contribución del barranco debe ser considerada para estimar el caudal máximo que circula por la punta o cabecera, lo que al mismo tiempo es útil para los ingenieros a la hora de diseñar algunas formas de control de la erosión (canales). Otras variables que bien pudieran combinarse con las dimensiones verticales son la superficie abarcada por el barranco y el volumen ocupado por este; o lo que es lo mismo: el volumen de materiales desalojados dentro del espacio que ocupa el sistema de cárcavas. De todas maneras, dentro de cualquier descripción que se haga es obligatorio calcular el área abarcada por el o los barrancos.

Para el caso concreto de Ciudad Bolívar se propone ensayar con la siguiente clasificación de cárcavas, combinando los criterios de la profundidad y la anchura:

Tabla II. Tipos de cárcavas según profundidad y anchura. (Clasificación del autor).

Según la forma en planta

Las cárcavas o los sistemas de cárcavas poseen formas muy variadas si se les observa en planta. Una de las clasificaciones más prácticas es la propuesta en [2], en la cual se utilizan términos similares a los de las cuencas de drenaje, cuyas tipologías aparecen normalmente en las obras de geomorfología clásica, como por ejemplo [3] y [4]:

Lineal: Es una cárcava alargada, de cabecera angosta y con pocos tributarios (Fig. 1).

Bulbosa: Ancha en las cabeceras; con pequeños tributarios en todos los flancos; puede ser angosta en la parte inferior. Su forma se asemeja a la silueta de un árbol de palma.

Dendrítica: Posee múltiples tributarios ramificados; con cabecera en semicírculo; y puede seguir la vía de un drenaje natural.

Enrejada: Se origina en zonas planas; posee tributarios que desembocan en ángulos próximos a los 90°.

Paralelo: Varias cárcavas bastante alargadas que desaguan en una sola. Son más comunes en vertientes de alta inclinación. La silueta es similar a un guante de hule.

Compuesta: Combina dos o más de los anteriores.

El suscrito sugiere aplicar en vez de "bulbosa", el término "digitada"; incluso, se puede subdividir esta en dos subtipos: digitada abierta y digitada cerrada, las que respectivamente se asemejan a una mano con los dedos muy abiertos y a otra mano con los dedos más cerrados. Y es posible que en casos especiales sea necesario crear un nuevo término.

Figura 1. Tipos de cárcavas según la forma en planta: 1) Lineal, 2) Bulbosa, 3) dendrítica, 4) enrejada y 5) paralela. (Elaborado por el autor, según [2]).

Según el perfil transversal

Aparentemente no hay clasificaciones de cárcavas según este criterio. Se debe seguramente al hecho de que estas formas de erosión varían de perfil transversal de un lado a otro. Las formas más comunes son las siguientes (Fig. 2):

Figura 2. Cinco tipos de cárcavas según los perfiles transversales: 1) En "V" o en garganta, 2) cóncava o en "U", 3) cuadrada o en cajón, 4) escalonada, y 5) irregular. (Clasificación del autor).

Perfil en "V" o en garganta: Suelen ser las cárcavas incipientes y más pequeñas, con terminaciones en punta. Suelen crecer activamente en tres dimensiones (largo, ancho y profundidad).

Perfil cóncavo o en "U": Son la fase posterior a las cárcavas en "V", donde se está deteniendo el crecimiento vertical, pero avanza más rápido la expansión lateral.

Perfil cuadrado o en cajón: En estas la escorrentía remueve más los materiales de las paredes que los del lecho.

Perfil escalonado: Parece una escalera que baja hasta el fondo y vuelve a subir hacia el otro lado. Se origina por efectos de re-excavación del lecho en diversas ocasiones, dando como resultado un micro-relieve de terracillas.

Perfil irregular: Posee una forma general cóncava hacia arriba, pero con múltiples quiebres de las vertientes, gracias a la existencia de bloques desprendidos desde las orillas y a montículos afilados que quedan en el medio de dos o más canales que se unen, entre otras formas menores.

Según la actividad erosiva

Se refiere al grado de desgaste o pérdida de materiales que presenta la cárcava en el momento que se le estudia. Hay autores (referencia [5]) que agrupan las cárcavas en cuatro tipos según este criterio:

Activas: Poseen un alto grado de crecimiento, el cual pudiera ser medido en varios centímetros hasta metros en un mismo período lluvioso. Se asocian a superficies de escasa vegetación o con alteraciones de tipo artificial (Fig. 3).

Figura 3. Ejemplo de una cárcava activa arremetiendo en contra de un centro poblado. Tomado de [7].

Poco activas: Aunque presentan cierta actividad, el crecimiento es menor que en las anteriores, debido a cubiertas parciales de vegetación natural, o a la influencia de alguna forma de control artificial.

Incipientes: Se trata de las más pequeñas, las que pasan de la fase de surcos a cárcavas, y pueden ubicarse en las cabeceras de las cárcavas más grandes.

Estables: Su crecimiento es imperceptible o casi nulo debido a la protección efectiva de la vegetación o a las formas artificiales de control.

Es muy importante considerar el tipo de actividad de las cárcavas, ya que ello permite predecir la tendencia de las mismas, especialmente si los investigadores se abocan a medir la tasa de avance y el peligro que esto pueda significar para las comunidades adyacentes. Como ejemplo digno de destacar, mediante la interpretación de fotografías aéreas e imágenes de satélite y visitas de campo, el autor [6] determinó en la cárcava de la calle Bolívar del sector Brisas del Este de Ciudad Bolívar, una tasa de crecimiento de 11.63 m/año, para el período 1960 a 2006.

Según la pendiente longitudinal

Tampoco hay clasificaciones de cárcavas según la pendiente longitudinal. Al respecto, se puede ensayar con la siguiente clasificación:

Tabla III. Tipos de cárcavas según las pendientes longitudinales. (Clasificación del autor).

Al igual que en los perfiles transversales, las cárcavas también varían a lo largo de su curso. Generalmente son cóncavas hacia arriba con pendientes muy inclinadas en las cabeceras y poco inclinadas en las partes bajas. Este tipo de observaciones es muy importante de considerar, ya que tanto el largo del canal como la inclinación, se combinan para determinar la velocidad y la fuerza de la escorrentía. A mayor velocidad del agua habrá un mayor poder de socavación. La forma del perfil longitudinal puede variar notablemente, en caso de que los materiales geológicos sean de distinta naturaleza; es decir, que unos se comporten como más duros que otros (Fig. 4). El autor [8] afirma que en la cuenca media del río Chama (Mérida, Venezuela) las cárcavas alcanzan pendientes longitudinales cercanas a 100%, casi paralelas a la pendiente del terreno, donde el agua puede socavar hasta alcanzar la roca madre, según [1].

Figura 4. Formas del perfil longitudinal de las cárcavas: 1) Rectilíneo, 2) cóncavo, 3) irregular y 4) muy irregular. (Clasificación del autor).

Visión morfológica integral de un sistema de cárcavas

En definitiva, se hace necesario agrupar todos los criterios antes mencionados, si se desea de una información geomorfológica más detallada sobre una cárcava o sistema de cárcavas. Para ello es menester crear una matriz en donde las filas correspondan a cárcavas individuales, y en donde las columnas correspondan a los distintos criterios. Se supone, entonces, que para el llenado de las casillas se dependerá en gran medida de las clasificaciones sugeridas tanto en las tablas como en parte de las figuras anteriores. El propósito acá no es crear un modelo matemático sobre la clasificación de cárcavas, sino, más bien, crear una forma práctica de visualizar la mayor parte de sus características (Tabla IV). Como se observa en la tabla, variables como el área, el volumen y la longitud, carecen aún de una clasificación determinada, lo cual queda en manos de los futuros investigadores; por lo pronto, de dichas variables se anotarán en la matriz los valores estimados para cada cárcava.

Tabla IV. Matriz de rasgos geomorfológicos para sistemas de cárcavas. (Propuesta del autor).

El costo de las obras de control de las cárcavas

Si se trata de cárcavas que se encuentren afectando las infraestructuras, el costo de las obras de ingeniería que intenten controlar el problema será directamente proporcional al tamaño de los barrancos considerándolo en sus tres dimensiones, incluyendo el grado de actividad, la pendiente, y, como criterio adicional, la cantidad de viviendas y/o familias presentes en sus adyacencias, siempre y cuando, estas estén dentro de la franja de riesgos mayores. Este último aspecto hace que un sistema de cárcavas multiplique los costos, a consecuencia del desalojo inminente de múltiples edificaciones y el traslado de la población hacia viviendas que deben ser suministradas por el Estado (en Venezuela, según la Ley del Régimen Prestacional de Vivienda y Hábitat [11]). Así pues, el costo máximo del control de una cárcava puede expresarse mediante la siguiente ecuación:

CMC = f (CMG + CPMI + CMA + ACP)

Donde:

CMC: Es el costo máximo de control de una cárcava.

CMG: Cárcava muy grande; la cual posee los mayores tamaños de profundidad, ancho, longitud, área y volumen.

CPMI: Cárcava con pendiente longitudinal muy alta.

CMA: Cárcava muy activa.

ACP: Alta concentración de población en el área adyacente.

Sobre la cartografía de las cárcavas

No existe ninguna metodología que conlleve a la uniformidad en cuanto a la representación gráfica (mapas temáticos) de las cárcavas. A lo sumo, lo que hasta ahora se hace es trazar el borde de los sistemas de cárcavas con una línea tipo peine, cuyos trazos perpendiculares apuntan en dirección de la pendiente. Además de esto, se traza el máximo de canales de escorrentía (la mayoría de regímenes esporádicos e intermitentes), colocando flechas en dirección del flujo. Si la escala lo permite; es decir, si es lo suficientemente grande, pueden dibujarse otros rasgos como, por ejemplo, deslizamientos, surcos, conos de detritos, manchas de vegetación, ubicación de estructuras cercanas, entre otros. Además es importante colocar en estos mapas algunos puntos altitudinales representativos. Como buenos ejemplos sobre cartografía de zonas de cárcavas se tienen los mapas anexos de los trabajos realizados por los autores: [5], [9] y [10].

Hoy en día, existen herramientas tecnológicas como los Sistemas de Información Geográfica (SIG), los cuales facilitan la elaboración de un mapa topográfico de cualesquier zona. Una forma práctica y relativamente sencilla es el levantamiento datos topográficos con un GPS que se procesan con el programa Surfer para obtener bloque-diagramas de alta calidad, con vistas desde distintos ángulos (Fig. 5). La tasa de crecimiento del barranco puede compararse con aero-fotografías o utilizando las imágenes de Google Earth del año 2003 (Ciudad Bolívar). El avance de las cárcavas puede expresarse en metros cuadrados por año o, linealmente, en m/año.

Figura 5. Bloque-diagrama elaborado mediante la ayuda del programa Surfer; sistema de cárcavas de Santa Eduviges, Ciudad Bolívar (Según [5]).

Conclusión

El estudio sobre la morfología de las cárcavas presenta aún ciertos vacíos metodológicos, y esto se debe principalmente a que algunos criterios se dejan por fuera, lo que conlleva a un conocimiento incompleto de la realidad que se intenta estudiar. Lo que se desprende del presente escrito es principalmente que no se puede abordar el estudio morfológico de un sistema de cárcavas manejando un solo criterio, sino que se hace necesaria la utilización de otros rasgos o elementos para que el análisis sea más completo y preciso. No se puede describir un sistema de barrancos utilizando solo el tamaño en profundidad sin considerar la geometría en planta y transversal, porque con una información incompleta se corre el riesgo de tomar decisiones erróneas destinadas al fracaso. Es un tanto difícil llegar a una sola clasificación de cárcavas mediante una perspectiva multifactorial, debido a la complejidad del caso. Aún así, se puede contar con la elaboración de una matriz donde se agrupen todos los rasgos o elementos involucrados, lo que facilita una visión rápida e integral.

Referencias

[1] San Miguel, M. 1958. Manual de geología. 3ra Ed., Edit. Manuel Marín y Cia. Bilbao, España.

[2] Huanca, W. 2008. Tipos de erosión de suelos. Disponible: http//:www.bdigital.unal.edu.co/1753/3/.pdf [Revisado: 30 de enero, 2012].

[3] Strahler, A. 1981. Geografía física. Ed. Omega, 5ta. Ed. Barcelona.

[4] Thornbury, W. 1969. Principles of geomorphology. John Wiley & Sons, 2nd. Ed. New York.

[5] Álvarez, J. y Ameneiro, R. 2004. Estudio geológico del sistema de cárcavas del sector Santa Eduviges, Ciudad Bolívar. Universidad de Oriente, Trabajo de grado. Ciudad Bolívar.

[6] Santiago, J. 2007. Evolución del sistema de cárcavas del barrio Brisas del Este, Ciudad Bolívar. Período: 1960-2006. Revista Geominas, Vol. 35, N° 42. Ciudad Bolívar. Pp. 3-10.

[7] Peñate, S. 2012. Preparan intervención en 50 cárcavas del país. Diario El Mundo (El Salvador), versión electrónica. Disponible: http//:www.elmundo.com.sv [Revisado: 8 de febrero, 2012].

[8] Jedlitschka, M. 1974. Clasificación y control de torrentes y cárcavas en la zona semiárida de Los Andes venezolanos. Proyecto ULA-CONICIT. Mérida.

[9] Aponte, I. y Bravo, G. 2010. Estudio geológico-ambiental del sistema de cárcavas ubicado en el sector Grimaldi – La Luchita II. Ciudad Bolívar. Universidad de Oriente, Trabajo de grado. Ciudad Bolívar.

[10] Hernández, R. y Malpica, K. 2007. Estudio geológico-ambiental en cárcavas de la urbanización 24 de Julio, municipio Heres, estado Bolívar. Universidad de Oriente, Trabajo de grado. Ciudad Bolívar.

[11] Asamblea Nacional de la República Bolivariana de Venezuela. Ley del Régimen Prestacional de Vivienda y Hábitat. Gaceta Oficial N° 38.182 del 9 de marzo de 2005.

Autor:

Jesús E. Santiago *

* Profesor de la Escuela de Ciencias de la Tierra, Universidad de Oriente. Venezuela.