Evolución del sistema de cárcavas del barrio Brisas del Este. Ciudad Bolívar, Período 1960 ? 2006 (página 2)

METODOLOGÍA

El crecimiento del barranco principal se determinó de la siguiente manera: primero se interpretaron las fotografías aéreas del año 1960, Misión 171 de Cartografía Nacional. La escala de estas fotos es 1:50.000, pero se ampliaron a una escala 1:25.000, con el fin de facilitar la observación del relieve mediante el estereoscopio. Se interpretó el par de fotos 120 y 121, y se definieron en un diagrama aspectos como: divisorias de aguas, cauces y se plasmó mediante flechas la dirección de la escorrentía. Posteriormente, la misma zona interpretada en las fotos de 1960, fue extraída de Internet por medio del programa Google Earth, lo cual corresponde a una imagen de satélite relativamente reciente (año 2003). Luego, mediante una superposición de ambas imágenes se pudo elaborar otro gráfico donde se representa la expansión de la cárcava a lo largo del período considerado. Se contó, además, con el apoyo de la carta topográfica 7440-II-SE, escala 1:25.000, del año 1971, suponiéndose que las fotos utilizadas para su elaboración fueron tomadas antes de dicho año.

Las áreas de las microcuencas se hallaron mediante el método de la cuadrícula, considerando cuadros de un cuarto de centímetro cuadrado. Se halló el área de recepción de aguas para la cabecera del año 1960, y se halló igualmente para la cabecera actual (2006). Las pendientes en porcentaje se hallaron mediante los datos numéricos de las imágenes de Google Earth.

Se extrajo alguna información valiosa a partir de la experiencia de los habitantes de la zona, llevándose a cabo una encuesta a un grupo de residentes cercanos al barranco, a quienes se les preguntó entre otras cosas: años en el lugar, distancia de la casa al talud de la cárcava en el año en que llegó a vivir en la zona, distancia actual (el encuestador midió con la cinta métrica) y opiniones sobre el problema. La encuesta se llevó a efecto a finales del mes de agosto de 2006.

Para obtener una idea aproximada sobre la cantidad de agua que llega a la cabecera de la cárcava principal, se utilizó la llamada fórmula racional (Pravia, 1995):

Q = C.I.A / 360

Donde Q es el gasto máximo posible en m³/seg que puede producirse con una lluvia de intensidad I (mm/hr) en una cuenca de área A (ha) y coeficiente de escurrimiento C. El valor de C para zonas urbanas unifamiliares es de 0,40, en pendientes suaves (< 2%).

El tiempo de concentración, es decir, el tiempo que tarda el agua en pasar del punto más alejado hasta la salida de una cuenca, o a lo largo de una calle, se calculó mediante la fórmula:

tc = L / 3600 . v

Donde tc es el tiempo de concentración en horas; L es la longitud del cauce principal de una cuenca (puede tratarse también del largo de una calle); y v es la velocidad media del agua en m/s. Dicha velocidad se estima mediante una tabla de valores establecidos según la pendiente de los cauces (Aparicio, 1992).

La fuerza del volumen de agua que cae en un talud de poco desnivel (cabecera de la cárcava) se calculó mediante la fórmula:

F = m.a

Donde F es la fuerza en Nw, m es la masa en kg y a es la aceleración de la gravedad (9,81 m/seg²). Se considera en este caso que el peso de cada litro de agua es igual a un kilogramo, omitiéndose el efecto que pueda tener la carga sólida.

Los datos de precipitación fueron recavados en la estación ubicada en la sede del MARN en Ciudad Bolívar, a unos 6 km de distancia de la zona estudiada; lo que significa que los índices de lluvia no necesariamente son exactamente los mismos en ambas localidades.

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

Para el año 1960 (Fig. 2), la mayor parte de la zona ocupada hoy en día por el barrio Brisas del Este permanecía en estado virgen; la coloración gris clara en las fotos denota la existencia de una cubierta de vegetación de sabana arbustiva; la textura lisa en estos casos es particular de los topes de las mesas, los cuales son originalmente de topografía plana a ligeramente inclinada (pendientes de 0-4%). Los manchones blanquecinos se asocian a zonas inicialmente intervenidas, pero con usos distintos al urbano. Las líneas claras representan la red de vías rústicas de la época.

Los tonos más oscuros y, a su vez, las texturas más groseras corresponden a los valles o a las mismas cabeceras de las cárcavas del río Buena Vista. Los tonos oscuros se deben en parte a la sombra creada por las vertientes de los valles y también a la vegetación boscosa, típica de las zonas mejor favorecidas por la humedad. Según lo que se observa en la carta 7440-II-SE, editada en el año 1971, y superponiendo la imagen de la cárcava en la foto de 1960, el desplazamiento de la cabecera fue de aproximadamente 50 m. Partiendo del punto donde se ubicaba el extremo del barranco en el año 1960, el desplazamiento para el año 2006 alcanzó un valor cercano a los 500 m, lo que implica una tasa de crecimiento longitudinal de casi 11 m/año.

La intervención humana se ha encargado de alterar las condiciones naturales del drenaje, a pesar de que en la zona abundan los terrenos baldíos y las viviendas por lo general están rodeadas por espaciosos patios o solares. Torrealba y Pérez (1990) señalan que a partir del asfaltado de las calles, año 1987, la cárcava en cuestión creció una longitud de 170 m en tan sólo 3 años, lo que implicó una acelerada tasa de crecimiento de 56,7 m/año. Observando la imagen de satélite, se tiene que ahora la subcuenca que drena sus aguas hacia este sistema de cárcavas, posee un uso urbano aproximadamente en un 50%.

Fig. 2. A: aerofotografía del año 1960. B: imagen de satélite del año 2003. Nótense los cambios en el uso de la tierra. Las flechas señalan la antigua y la nueva posición de la cabecera de la cárcava del barrio Brisas del Este. Fuente: Cartografía Nacional y Google Earth.

El avance de la cabecera de la cárcava desde el año 2003 hasta el mes de mayo de 2006, fue cercano a los 30 m, llevándose consigo un tramo de igualmente unos 30 m de la calle Bolívar en el cruce con la calle Barinas. En esto tuvo que ver la incidencia de fuertes precipitaciones para dos días seguidos: el 10 de mayo se registró una lluvia de 38,2 mm, y el día 11 cayeron 37,4 mm, para un total de 75,6 mm.

En esos dos días cayó el 42% de la lluvia correspondiente a todo el mes Es decir que la subcuenca que drena hasta la actual cabecera captó un volumen total de 15.947 m³ (Figs. 3 y 4). Considerando que un 60% del agua se escapa por otras vías, el volumen escurrido estimado fue de unos 6.378,8 m³. El vaciado en el extremo del barranco ocurre en intervalos de tiempo cortos: se calculó un tiempo de concentración para la calle Bolívar de 14 minutos con 28 segundos, y un tc para la calle Barinas de 5 minutos con 8 segundos. Dichas calles coinciden justo en la cabecera de la cárcava, haciendo las veces de dos cauces de corrientes efímeras.

Fig. 3. Distribución de las microcuencas en el sector Brisas del Este y alrededores. Diagrama elaborado mediante un par estereoscópico de fotografías aéreas del año 1960.

Fig. 4. Variación de la precipitación durante el mes de mayo de 2006. Para las fechas 10 y 11 colapsaron parte de la calle Bolívar y los restos del canal disipador del barrio Brisas del Este. Fuente: datos de la estación del MARN, sede de Ciudad Bolívar.

Uno de los factores que influyó en el colapso de ese tramo de la calle Bolívar fue el hecho de que el sistema de desagüe (canal disipador de energía) fue progresivamente cediendo ante el mismo proceso de erosión regresiva. El autor del presente escrito ha observado el lento colapso del canal desde el año 2001, cuando buena parte del mismo ya se había destruido. Es decir, que el ritmo de crecimiento de este barranco fue atenuado mientras el desagüe de la escorrentía eliminaba lentamente la estructura de concreto. Algunos vecinos de la comunidad afirman que el canal era muy estrecho y que parte del agua se estancaba detrás de la entrada del mismo, rebosaba las aceras e inundaba las viviendas. Mientras tanto, el exceso de agua se desviaba y desembocaba por los lados del disipador, haciendo que éste a la larga quedara colgado o sin sustentación.

Escogiendo el récord de las intensidades de lluvia para el año 2006, en el día 15 de julio se registró una lluvia de 47,2 mm en una hora, lo que generó un caudal estimado de 1,04 m³/seg. Este flujo de agua, al encontrarse con un brusco cambio de pendiente, en un talud de unos 3 metros de altura, es capaz de erosionar rápidamente el fondo y las paredes del barranco. El volumen de agua, al caer libremente desciende según la aceleración de la gravedad, lo que en este caso numérico crea una fuerza aproximada de 10.202,4 nw.

El impacto del chorro genera una potente salpicadura radial que, además de profundizar el barranco, socava grandes masas de tierra en la base de los escarpes; materiales conformados más que todo (98,18%) por arena, con alguna fracción de finos ricos en óxidos de hierro (Jouayed, 1999). La situación se hace más crítica si se han tenido precipitaciones recientes y prolongadas, lo que hace que la humedad aumente el peso de los materiales y se hagan más fáciles los desplomes desde las paredes; aunado a esto, el suelo se hace más blando a medida que aumenta la cantidad de agua en sus espacios vacíos, ya que así disminuye el roce entre las partículas.

El área de la subcuenca que conducía el agua hasta el extremo del barranco en el año 1960, era de 68,75 ha, mientras que en la actualidad, debido a la erosión regresiva, posee una superficie de 21,1 ha. Es decir que el área que lleva el agua hasta dicho extremo, se ha disminuido en un 30,7% del total original. Calculando el caudal para el año 1960, con la misma intensidad de lluvia (47,2 mm/hr) y un coeficiente de escurrimiento acorde con una zona casi virgen (C = 0,15), se obtuvo un valor de 1,35 m³/seg. Esto sugiere que en aquel entonces, la cárcava en estudio, muy a pesar del estado casi virgen de la zona, podía manifestar cierta rata de crecimiento. Una de las razones que frena la rapidez del avance pendiente arriba de los barrancos, es que la cubierta vegetal natural amortigua la velocidad del escurrimiento y estabiliza los suelos. Vecinos que llegaron al lugar hace 23 años (1983), afirman que el barranco se hallaba originalmente a unos 200 m desde su casa. Para entonces la zona estaba escasamente poblada y, aún así, la cárcava ya había avanzado cerca de 300 m desde el año 1960 (Figs. 5 y 6). Por lo tanto, la zona es de por sí altamente sensible a este tipo de erosión. Volviendo a las estimaciones, si para la cabecera del presente (Fig. 7) la subcuenca no estuviera intervenida por el hombre (C = 0,15), el gasto para la misma intensidad de lluvia sería de tan solo 0,42 m³/seg. Es de señalar que en la actual cabecera son vertidas las aguas residuales de dicha comunidad, y, aparentemente, el caudal de las aguas negras es muy bajo; al menos en las ocasiones en que el suscrito ha visitado la zona.

Fig. 5. Distancias anterior y actual entre las viviendas y el barranco. Los valores más altos corresponden a familias que habitan en la zona desde hace 15 a 23 años.

Fig. 6. Crecimiento longitudinal de la cárcava de Brisas del Este, período 1960 ? 2006.

Fig. 7. Vista en planta del crecimiento de la cárcava de Brisas del Este. 1: Posición de la cabecera en el año 1960. 2: Posición en el año 2006. Elaborado a partir de la Fig. 2.

Geométricamente, el perfil transversal de la cárcava principal es cuadrangular (Fig. 8). Los escarpes poseen fuertes inclinaciones, incluso hasta de 90º. La superficie de estas paredes es parcialmente irregular, presentando surcos o acanaladuras verticales y cicatrices de desprendimientos. En la parte baja del escarpe hay pequeños conos de detritos. El escarpe más inestable es el del lado derecho, a causa de que la corriente tiende a rozar su base. La altura de los escarpes de este barranco fue anulada en su cabecera a partir de un relleno artificial con fines de recuperación de la vía (junio de 2006). Aguas abajo, hasta una distancia de 170 m, las alturas pueden variar entre 0,3 y 9 m. Las paredes tienden a hacerse más altas a medida que se va descendiendo. El ancho de la cárcava mide entre 20 y 30 m. El lecho o canal de escorrentía posee una anchura de 15 a 20 m, presentando surcos anastomosados sobre una arena fina de color amarillento. El color claro de la arena se debe a que el lavado se ha encargado de eliminar los óxidos de hierro que le dan una coloración rojiza a los sedimentos originales. En ciertos sectores del fondo de la cárcava se ha originado una terracilla cuya altura alcanza hasta 1,3 m, lo cual es una evidencia de que el barranco crece también en sentido vertical. A una distancia de unos 110 m desde la cabecera (calle Bolívar), se observa cómo una parte de los restos del antiguo canal disipador de energía fue arrastrada por las corrientes fangosas, a pesar de que se trata de una masa pesada de concreto de 4×3 m. Esto es señal de lo que es capaz de hacer una corriente de alta densidad, donde objetos de varias toneladas pueden reducir sus pesos de forma considerable, haciéndose más fácil su traslado pendiente abajo.

Fig. 8. Rasgos geomorfológicos de detalle presentes en la cárcava principal de Brisas del Este: 1: Tope, 2: escarpe, 3: cicatriz de desprendimiento, 4: cono de detritos, 5: lecho o canal de escorrentía, 6: terracilla y 7: surcos.

Las cárcavas transversales deben su origen igualmente a las aguas que desembocan a lo largo de otras calles, tal como sucede en la calle Sucre (Fig. 9). Algunos tramos de estos barrancos poseen un perfil en forma de "V", con pendientes superiores a los 45º, y usualmente son usadas como vertederos de basura.

La vegetación del lugar consiste en cubiertas de malezas con arbustos aislados, las cuales recubren los topes de las cárcavas y las terracillas. Esta capa de vegetación protege la superficie ante la erosión por lámina de agua y/o por salpicadura (impacto directo de las gotas de lluvia). En los patios de las viviendas son comunes los árboles de mango.

Fig. 9. Imagen de satélite tomada en el año 2003. 1: contorno aproximado de la nueva cabecera para junio de 2006, 2: cicatrices de antiguos saques de arena y 3: barrancos laterales.

Dentro de las consecuencias negativas de éste fenómeno se destaca el caso de que ya varias viviendas han sido colapsadas, al igual que el tramo correspondiente al cruce con las calles Bolívar y Barinas. Igualmente, el crecimiento de una cárcava lateral ha destruido viviendas y cierto trecho de la calle Sucre. Para el presente estudio se entrevistaron a 21 personas de diferentes viviendas amenazadas por los barrancos. La población total en estas 21 viviendas es de 109 personas, para un índice de 5,2 habitantes por cada vivienda. Algunos reportaron problemas como el agrietamiento de las paredes de sus casas, cuando el talud de la cabecera del barranco alcanzó la acera sur de la calle Bolívar. Otros le dieron mayor importancia a la falta de transporte público, ya que desde colapsó la calle Bolívar, los transportistas no pasaron más por allí.

Afortunadamente, para el mes de junio, a causa de los llamados de auxilio de la comunidad, las autoridades se apresuraron y comenzaron a controlar el retroceso de la cárcava. En el mes de agosto colocaron un relleno de piedra y arena, sobre el cual nuevamente estaban construyendo otro canal escalonado de concreto armado.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La subcuenca de drenaje considerada presenta una alta susceptibilidad ante el crecimiento de los barrancos, en lo que confluyen una serie de factores del medio físico como: la litología, la topografía y la hidrología; pero dentro de los aspectos más decisivos está la intervención humana, ya que, si comparamos las estimaciones de caudales máximos para los dos casos opuestos (con o sin uso urbano), nos percatamos de que la cantidad de agua que desemboca en la actual cabecera sería menos de la mitad si la superficie fuera como la del año 1960.

Uno de los aspectos antrópicos de mayor relevancia es la anarquía en que se desarrollan las áreas urbanas; en este caso, hay calles ocupando los ejes de drenaje; por ejemplo, las calles Bolívar y Barinas hacen las veces de cauces efímeros que vacían sus aguas directamente en el extremo de la cárcava. La improvisación ante el control de la arremetida de los barrancos no deja de ser otro factor de carácter social, ya que mientras las soluciones no sean el producto de una concertación multidisciplinaria, la mayor parte de las medidas estarán destinadas al fracaso. El problema se hace más complejo aún, si se destaca el hecho de que tanto los vecinos como las autoridades competentes son hasta cierto punto indiferentes ante el fenómeno aquí tratado.

Desde un punto de vista metodológico, y para obtener una visión más precisa sobre cómo han evolucionado los barrancos, se recomienda la interpretación de un número mayor de misiones aerofotográficas. Para efectos del científico interesado en el proceso, es oportuno visitar las zonas críticas durante las tormentas, con el fin de obtener una imagen mucho más objetiva sobre los mecanismos involucrados. En cuanto a las medidas de control, por lo general las soluciones se enfocan en el tratamiento de las cabeceras de las cárcavas, pero muy pocos piensan en qué medidas podrían aplicarse sobre la cuenca de recepción (ver anexos al final). Se presume que todo ello es costoso, pero también lo es: la construcción repetitiva de canales, la reconstrucción de calles y la reubicación de familias.

BIBLIOGRAFÍA

Alvarado, N. y Alvarez, S. (1994). Física. Edit. COBO, 2da edición. Caracas, 441 p.

Aparicio, F. (1992). Fundamentos de hidrología de superficie. Edic. Limusa. México. 302 p.

Derruau, M. (1978). Geomorfología. Ed. Ariel. 2da Edic. Barcelona. 528 p.

Jouayed, R. (1999). Control de la erosión y revegetación de áreas de cárcavas en los barrios Jerusalén, Brisas del Este y El Mirador de Ciudad Bolívar. Trabajo de Grado, Escuela de Ciencias de la tierra, Universidad de Oriente, Ciudad Bolívar. 170 p.

Pravia, J. (1995). Apuntes de hidrología. Material didáctico. Universidad de Oriente, Ciudad Bolívar. 240 p.

Santiago, J. (2005). Generalidades sobre la erosión en cárcavas. Internet: ilustrados.com.

Santiago, J. (2005). Metodología de campo aplicada al monitoreo de cárcavas. Geominas, Volumen 33, Nº 37. Universidad de Oriente, Ciudad Bolívar. P. 93-98.

Torrealba, V. y Pérez, N. (1990). Estudio geotécnico e hidrológico con fines de ordenación y conservación de la cuenca alta del río Buena Vista. Trabajo de grado. Esc. Ciencias de la Tierra. Universidad de Oriente. Ciudad Bolívar. 76 p.

ANEXOS

Anexo 1. La construcción de pozos aguas arriba, aprovechando la permeabilidad de los sedimentos, puede disminuir notablemente el volumen de agua de escorrentía que llega a los barrancos.

Anexo 2. En calles paralelas a los escarpes debe tratarse en lo posible que la impermeabilización de las vías no sea total. En las bandas sin concreto o asfalto debe sembrarse césped. De igual manera, debe concientizarse a la comunidad sobre la inconveniencia de sellar completamente las parcelas.

Anexo 3: Vista de la cabecera de la cárcava de Brisas del Este en el 2004. Obsérvense los restos colgantes del canal de desagüe (disipador).

Anexo 4. Vista aguas abajo del barranco (agosto 2006).

Anexo 5. Pedazo del antiguo disipador arrastrado por las corrientes fangosas.

Anexo 6. Se comienza a construir un nuevo disipador de energía a mediados de 2006.

Anexo 7. Escarpe de aproximadamente 5,5 m, con surcos y vegetación herbácea.

Anexo 8. Formación de una terracilla en el fondo del barranco como evidencia de su progresivo crecimiento vertical.

AGRADECIMIENTO

A los estudiantes del Curso de Verano de Geomorfología del año 2006, por su colaboración en las encuestas y en la toma de algunas medidas en la zona de estudio. Por las fotografías (anexos 4 a 8) a los estudiantes: Maryerline Martínez, Berenice Rodríguez, Carlos Ostos y Carla Cedeño. A la comunidad del barrio Brisas del Este. Al Ing. Jesús Quijada y al TSU Carlos Figuera de la Coordinación de Aguas del MARN, por haber suministrado los datos de precipitación. Al TSU José G. Toro.

Jesús E. Santiago *

* Geógrafo, Profesor Agregado de Geomorfología. Escuela de Ciencias de la Tierra. Universidad de Oriente.