UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · 2017-03-06 · EN MASA EN EL TRAMO 2 DEL...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS,

PETRÓLEOS Y AMBIENTAL

CARRERA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA

“REFORMULACIÓN DEL ALGORITMO MATEMÁTICO DE

CÁLCULO DE SUSCEPTIBILIDAD A FENÓMENOS DE REMOCIÓN

EN MASA EN EL TRAMO 2 DEL OLEODUCTO DE CRUDOS

PESADOS (OCP)”

Proyecto de Titulación presentado como requisito parcial para optar

por el Título de Ingeniera en Geología

AUTORA

Betancourt Noroña Lissette Mariana

TUTOR

Ing. Alex Mauricio Mateus Mayorga., MSc.

Quito, febrero de 2017

ii

DEDICATORIA

A mi maravillosa familia, mi fuente de inspiración y ejemplo de superación, razón de

mis alegrías y de cada uno de los logros de mi vida; por su apoyo incondicional,

consejos, paciencia, por compartir mis preocupaciones y mis momentos de tranquilidad.

A mis padres, quienes con incalculables sacrificios nos han educado a mis hermanas y a

mí, y han hecho de nosotras mujeres con principios y valores, capaces de cumplir

nuestros sueños y superar adversidades.

A mis hermanas, por escucharme, por su amistad y comprensión.

A mis sobrinos, que con cada ocurrencia logran alegrar mis días.

A mis amigos y a todas las personas con las que he compartido momentos agradables de

la vida; y de quienes he aprendido a cada paso.

iii

AGRADECIMIENTOS

A Dios, por cada bendición en mi vida.

A mis padres, hermanas y sobrinos, por todo el amor y apoyo que me han brindado en

cada etapa de mi vida.

A mis amigos y compañeros, en especial a Frank, Alex, Marco, Jair, Anita y Liz, por las

risas y madrugadas de tareas compartidas, por ser como son, porque con ustedes los días

más cansados se hicieron cortos.

A Mauricio, quien durante largo tiempo ha sido mi apoyo, con quien puedo compartir

mis dudas y preocupaciones; por su amor, paciencia y comprensión.

A la FIGEMPA, a la Carrera de Geología y a cada docente que ha sabido llegar a mí con

sus conocimientos, sembrando dudas y fomentando el espíritu investigativo.

A mi tutor, por dedicar su tiempo a resolver mis dudas y a mejorar este trabajo, por ser

un excelente profesional y docente, por su confianza, amistad, enseñanzas y por apoyar

a mi formación profesional.

A la empresa Oleoducto de Crudos Pesados - OCP ECUADOR S.A, por permitirme

realizar el presente proyecto; y de manera especial al Departamento del Derecho de Vía,

por su apertura y total colaboración con cada uno de los requerimientos de este trabajo

iv

AUTORIZACION DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, Lissette Mariana Betancourt Noroña, con C.I. 1719467589, en calidad de autora del

proyecto de investigación titulado: “MODIFICACIÓN DEL ALGORITMO

MATEMÁTICO DE CÁLCULO DE SUSCEPTIBILIDAD A FENÓMENOS DE

REMOCIÓN EN MASA EN EL TRAMO 2 DEL OLEODUCTO DE CRUDOS

PESADOS (OCP)” y tomando en cuenta el CONVENIO DE CONFIDENCIALIDAD

firmado con OCP Ecuador previo a la elaboración del presente proyecto; autorizo por

medio de la presente a la UNIVERSIDAD CENTRAL DE ECUADOR, hacer uso de

todos los contenidos que me pertenecen o que contiene esta obra, con fines

estrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente

autorización seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los

artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su

Reglamento.

En Quito, a los 21 días del mes de febrero de 2017.

Lissette Mariana Betancourt Noroña

C.I. 1719467589

Telf.: 0998174852

e-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

v





APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TUTOR

Yo, Alex Mauricio Mateus Mayorga en calidad de tutor del trabajo de titulación

“REFORMULACIÓN DEL ALGORITMO MATEMÁTICO DE CÁLCULO DE

SUSCEPTIBILIDAD A FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA EN EL TRAMO 2

DEL OLEODUCTO DE CRUDOS PESADOS (OCP)”, elaborado por la estudiante

Lissette Mariana Betancourt Noroña de la Carrera de Ingeniería en Geología, de la

Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental de la Universidad

Central del Ecuador. Considero que el mismo reúne los requisitos y méritos necesarios

en el campo metodológico, por lo que lo APRUEBO, a fin de que sea habilitado para

continuar con el proceso de titulación determinado por la Universidad Central del

Ecuador.

En Quito, a los 30 días del mes enero del 2017.

__________________________

Alex Mauricio Mateus Mayorga

Ingeniero en Geología

C.C: 1716372519

TUTOR

vi





APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL

TRIBUNAL

El Delegado del Subdecano y los Miembros del tribunal del proyecto denominado:

“REFORMULACIÓN DEL ALGORITMO MATEMÁTICO DE CÁLCULO DE

SUSCEPTIBILIDAD A FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA EN EL TRAMO 2

DEL OLEODUCTO DE CRUDOS PESADOS (OCP)”, preparado por la señorita

Lissette Mariana Betancourt Noroña, Egresada de la Carrera de Ingeniería en Geología,

declaran que el presente proyecto ha sido revisado, verificado y evaluado detenida y

legalmente, por lo que lo califican como original y autentico del autor.

En la ciudad de Quito DM, a los 21 días del mes de febrero de 2017.

__________________________

Ing. Marlon Ponce

DELEGADO DEL SUBDECANO

__________________________ ___________________________

Ing. Galo Albán Ing. Danny Burbano

MIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL

vii

ABREVIATURAS Y SIGLAS

OCP Oleoducto de Crudos Pesados

DDV Derecho de Vía

TR2 Tramo dos

FRM Fenómenos de Remoción en Masa

LIDAR Light Detection and Ranging

UTM Universal Transversal of Mercator

IRD Institut de recherche pour le développment

IG-EPN Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional

KP Poste kilométrico

km Kilómetro

m Metro

cm Centímetro

mm Milímetro

ha Hectárea

N Norte

S Sur

E Este

W Oeste

viii

ÍNDICE DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCION .................................................................................................... 1

1.1. Estudios previos ................................................................................................. 1

1.2. Justificación ....................................................................................................... 2

1.3. Objetivos ............................................................................................................ 3

1.3.1. Objetivo general ......................................................................................... 3

1.3.2. Objetivos específicos .................................................................................. 3

1.4. Alcance .............................................................................................................. 4

1.5. Zona de estudio .................................................................................................. 4

2. MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 8

2.1. Contexto geológico ............................................................................................ 8

2.1.1. Amenazas geológicas .................................................................................. 10

2.1.1.1. Geomorfología ...................................................................................... 10

2.1.1.2. Volcanismo ............................................................................................ 14

2.1.1.3. Sismicidad ............................................................................................. 15

2.1.1.4. Inundaciones ......................................................................................... 16

2.2. Método estadístico univariado en el análisis de susceptibilidad a FRM ......... 16

2.3. Ponderación de factores condicionantes y detonantes: metodología de Saaty

(1977). ........................................................................................................................ 18

3. MARCO METODOLÓGICO ................................................................................ 22

3.1. Mapa Litológico ............................................................................................... 22

3.2. Mapa Estructural .............................................................................................. 22

3.3. Mapa de Meteorización ................................................................................... 23

3.4. Mapa de Pendientes ......................................................................................... 23

3.5. Mapa de infiltración de lluvia en el suelo ........................................................ 23

3.6. Mapa de Precipitación ..................................................................................... 25

3.7. Mapa de Aceleración Sísmica .......................................................................... 25

3.8. Mapas de Agentes Antrópicos .......................................................................... 26

3.9. Análisis de susceptibilidad a FRM (método estadístico univariado) ............... 27

3.10. Aplicación de la metodología de Saaty en la ponderación de factores

condicionantes y detonantes ....................................................................................... 28

4. PRESENTACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS ................................................ 30

4.1. Método estadístico univariado ......................................................................... 30

ix

4.1.1. Litología ................................................................................................... 30

4.1.2. Estructuras ................................................................................................ 34

4.1.3. Meteorización ........................................................................................... 37

4.1.4. Pendiente del terreno ................................................................................ 40

4.1.5. Infiltración de lluvia en el suelo ............................................................... 44

4.1.6. Precipitación ............................................................................................. 51

4.1.7. Sismicidad ................................................................................................ 54

4.1.8. Construcción civil / Actividad humana .................................................... 55

4.1.9. Cultivos / Vegetación en laderas ............................................................... 60

4.2. Ponderación de factores mediante la metodología de Saaty ............................ 63

5. DISCUSIÓN E INTERPRETACIÓN ................................................................... 66

6. CONCLUSIONES .................................................................................................. 68

7. RECOMENDACIONES ........................................................................................ 70

8. REFERENCIAS ..................................................................................................... 71

9. ANEXOS ................................................................................................................ 74

x

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Mapa de ubicación del TR2 del OCP.. .............................................................. 5

Figura 2. Variación de la precipitación media mensual en la región Sierra (a) y Oriente

(b), de 1981-2005 (Tomado de Gutiérrez, 2014). ............................................................. 6

Figura 3. Mapa de división hidrográfica de la zona de estudio.. ...................................... 7

Figura 4. Mapa morfoestructural de la Cuenca Oriente (Modificado de Baby et al.,

2004). ................................................................................................................................ 8

Figura 5. Sección esquemática a la largo de la Cordillera Real (Modificado de Aspden

& Litherland, 1992).. ........................................................................................................ 9

Figura 6. Mapa geomorfológico del TR2 del OCP.. ....................................................... 13

Figura 7. Mapa de Riesgo volcánico para el TR2 del OCP. (Modificado de ENTRIX &

Walsh Environmental Scientists and Engineers, 2001). ................................................. 15

Figura 8. Mapa de riesgo sísmico para el TR2 del OCP (Modificado de ENTRIX &

Walsh Environmental Scientists and Engineers, 2001). ................................................. 16

Figura 9. Diagrama de jerarquización de decisiones para el AHP (Modificado de Saaty,

1980). .............................................................................................................................. 18

Figura 10. Diagrama de jerarquización de factores involucrados en la ponderación

mediante el AHP. ............................................................................................................ 28

Figura 11. Mapa litológico del TR2 del OCP. ................................................................ 31

Figura 12. Curva acumulada de pesos normalizados para el factor litológico.. ............. 32

Figura 13. Mapas de susceptibilidad litológica parcial.. ................................................ 33

Figura 14. Mapa estructural del TR2 del OCP.. .............................................................. 34

Figura 15. Curva acumulada de pesos normalizados para el factor estructural.. ........... 35

Figura 16. Mapas de susceptibilidad estructural parcial................................................. 36

Figura 17. Mapa de meteorización del TR2 del OCP.. ................................................... 37

Figura 18. Curva acumulada de pesos normalizados para las unidades cartográficas del

factor meteorización.. ..................................................................................................... 38

Figura 19. Mapas de susceptibilidad parcial por meteorización. ................................... 39

Figura 20. Mapa de pendientes del TR2 del OCP .......................................................... 40


factor pendientes.. ........................................................................................................... 41

Figura 22. Mapas de susceptibilidad parcial por pendientes. ......................................... 43

Figura 23. Mapa de tipo de suelos en el TR2 del OCP.. ................................................. 44

xi

Figura 24. Mapa de uso y cobertura del suelo en el TR2 del OCP.. ............................... 45

Figura 25. Distribución de valores de tormenta en el TR2 del OCP. ............................. 46

Figura 26. Mapa de infiltración de lluvia en el suelo para el TR2 del OCP. .................. 47


factor infiltración de lluvia.. ........................................................................................... 48

Figura 28. Mapas de susceptibilidad parcial por infiltración de lluvia en el suelo. ....... 50

Figura 29. Mapa de precipitación máxima en 24 horas para el TR2 del OCP. ............... 51


factor precipitación.. ....................................................................................................... 52

Figura 31. Mapas de susceptibilidad parcial por precipitación. ..................................... 53

Figura 32. Mapa de aceleración sísmica para el TR2 del OCP. ...................................... 54

Figura 33. Mapa de susceptibilidad por sismicidad para movimientos rotacionales,

traslacionales, flujos de lodo y detritos, y reptaciones y solifluxiones........................... 55

Figura 34. Mapa de construcción civil / actividad humana del TR2 del OCP. ............... 56

Figura 35. Curva acumulada de pesos normalizados para el factor construcción civil /

actividad humana.. .......................................................................................................... 58

Figura 36. Mapas de susceptibilidad parcial por construcción civil / actividad humana.

........................................................................................................................................ 59

Figura 37. Mapa de cultivos y vegetación en laderas del TR2 del OCP. ........................ 60


factor cultivos / vegetación en laderas.. .......................................................................... 61

Figura 39. Mapas de susceptibilidad parcial por cultivos / vegetación en laderas. ........ 62

xii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. División hidrográfica de la zona de estudio. ..................................................... 6

Tabla 2. Resumen del análisis geomorfológico del TR2 del OCP. ................................ 12

Tabla 3. Escala fundamental de números absolutos. ..................................................... 19

Tabla 4. Representación de la matriz de comparación de criterios en pares. ............... 19

Tabla 5. Cálculo de pesos para cada elemento involucrado en la matriz de

comparación en pares..................................................................................................... 20

Tabla 6. Cálculo del parámetro λ de evaluación de consistencia. ................................ 20

Tabla 7. Valores del Índice de Consistencia Aleatoria (RCI) para matrices que

involucran de uno a dieciséis criterios. .......................................................................... 21

Tabla 8. Valores de N para algunas condiciones de tipo y uso/cobertura de suelo. ..... 24

Tabla 9. Umbrales de lluvia establecidos por el DDV-OCP para las estaciones

meteorológicas ubicadas dentro del TR2. ...................................................................... 24

Tabla 10. Puntos y aceleraciones a lo largo de la traza del OCP. ................................ 26

Tabla 11. Matriz de evaluación de agentes antrópicos aplicada en distintos KP’s del

TR2 del OCP. .................................................................................................................. 27

Tabla 12. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor litología. .. 30

Tabla 13. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor estructural.

........................................................................................................................................ 35

Tabla 14. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor

meteorización. ................................................................................................................ 38

Tabla 15. Clases de pendiente del terreno. .................................................................... 40

Tabla 16. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor pendientes. 41

Tabla 17. Valores de tormentas y precipitación precedente a las mismas, registrados en

las estaciones meteorológicas del TR2 de OCP. ............................................................ 45

Tabla 18. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor infiltración

de lluvia. ......................................................................................................................... 48

Tabla 19. Valores de precipitación máxima en 24 horas para las estaciones

meteorológicas del TR2 del OCP. ................................................................................... 51

Tabla 20. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor precipitación.

........................................................................................................................................ 52

Tabla 21. Zonas sísmicas definidas para el TR2 del OCP. ............................................ 54

xiii

Tabla 22. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor construcción

civil / actividad humana. ................................................................................................ 57

Tabla 23. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor cultivos /

vegetación en laderas. .................................................................................................... 61

Tabla 24. Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto al problema. 63

Tabla 25. Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto a los factores

condicionantes. ............................................................................................................... 63

Tabla 26. Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto a los factores

detonantes. ...................................................................................................................... 63

Tabla 27. Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto al factor

geológico. ....................................................................................................................... 64

Tabla 28. Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto al factor

agentes antrópicos. ......................................................................................................... 64

Tabla 29. Niveles de susceptibilidad a FRM a lo largo de la ruta de OCP en el TR2. . 65

xiv

Tema: “Reformulación del algoritmo matemático de cálculo de susceptibilidad a

fenómenos de remoción en masa en el tramo dos del Oleoducto de Crudos Pesados

(OCP).”

Autora: Lissette Mariana Betancourt Noroña

Tutor: Ing. Alex Mauricio Mateus Mayorga MSc.

RESUMEN

El tramo dos (TR2) del Oleoducto de Crudos Pesados (OCP) está ubicado sobre el

Levantamiento Napo (Zona Subandina), Cordillera Real y parte del Valle Interandino;

atravesando las provincias de Napo y Pichincha. Durante la vida institucional de OCP se

han registrado innumerables movimientos en masa de distintas dimensiones; algunos de

ellos han tenido como consecuencia la ruptura de la tubería, generando incalculables

daños ambientales y pérdidas económicas. OCP evalúa las condiciones de

susceptibilidad del TR2 periódicamente para prevenir los fenómenos mencionados; sin

embargo, esta evaluación se realiza puntualmente en áreas que ya han sufrido algún tipo

de movimiento, lo que hace necesaria la generación de una herramienta que permita

tener una visión general de la susceptibilidad, en un área de influencia específica.

El presente proyecto, hace uso de herramientas matemáticas (método estadístico

univariado y proceso analítico jerárquico) que permiten priorizar y ponderar los factores

involucrados en el cálculo de susceptibilidad; a través de las cuales se ha definido el

nuevo algoritmo de cálculo. Además, se implementa la metodología del número de

escurrimiento (N) para la evaluación de la infiltración de lluvia en el suelo, en

reemplazo del factor de humedad del suelo que se empleaba previamente. Con estas

consideraciones se ha generado el modelo de susceptibilidad del TR2 y se lo ha

validado en función del inventario de fenómenos de remoción en masa; estableciendo

una efectividad promedio del 85% para el presente modelo. Asimismo, se determinó

que el factor de mayor influencia en la generación de movimientos en masa en el TR2

es la precipitación.

Palabras clave: FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA, MODELO DE

SUSCEPTIBILIDAD, TRAMO DOS DEL OCP.

xv

Topic: “Reformulation of the mathematical algorithm for calculation of susceptibility

applied to mass removal phenomena at section two of the Oleoducto de Crudos Pesados

(OCP)”

Author: Lissette Mariana Betancourt Noroña

Tutor: Alex Mauricio Mateus Mayorga, MSc

ABSTRACT

Section two (TR2 in Spanish) of the Oleoducto de Crudos Pesados (OCP) is located

over the Napo Elevation (Sub-Andean Zone), Cordillera Real and part of the Inter-

Andean Valley, going through the provinces of Napo and Pichincha. During the

institutional life of the OCP, countless mass movements of different dimensions have

been registered; some of them have broken the pipelines, causing incalculable

environmental damages and economic losses. OCP evaluates the susceptibility

conditions of the TR2 periodically in order to prevent the aforementioned phenomena;

however, this evaluation is done specifically in areas that have already suffered some

kind of movement, making it necessary the creation of a tool that allows having a

general vision of the susceptibility in an area of specific influence. This project uses

mathematical tools (univariate statistical method and analytical hierarchical process)

that allow prioritizing and weighing the involved factors in the calculation of

susceptibility. Through these factors the new calculation algorithm has been defined. In

addition, the runoff curve number method (N) is implemented for the assessment of the

rain infiltration into the soil, thus replacing the soil humidity factor previously used.

Taking into account these considerations, the susceptibility model of the TR2 has been

created and validated in relation to the inventory of mass removal phenomena,

establishing this way an average effectiveness of 85% for the current model. Also, it

was determined that the factor of greatest influence in the generation of mass

movements in TR2 is precipitation.

Key words: MASS REMOVAL PHENOMENA, SUSCEPTIBILITY MODEL,

SECTION TWO OF OCP.

I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original

document in Spanish.

__________________________

Alex Mauricio Mateus Mayorga

Certified Translator

ID: 1716372519

1

1. INTRODUCCION

1.1. Estudios previos

Cruden (1991) define a los fenómenos de remoción en masa como todos aquellos

movimientos ladera abajo de un volumen de roca, detritos o tierra por efecto de la

gravedad. Además, Mora y Vahrson (1994) durante el desarrollo de su metodología

indican que existen factores condicionantes de los materiales (relieve del terreno,

litología, humedad del suelo) y factores detonantes (sismicidad y precipitaciones). La

metodología se ha extendido ampliamente por la necesidad de obtener herramientas de

prevención y mitigación de fenómenos de remoción en masa (FRM). La zonificación de

estos fenómenos permite establecer programas de protección de infraestructuras y de

vidas humanas. Para cada factor evaluado se determina un índice de influencia con

relación al peso del mismo frente a la ocurrencia de los FRM. Estos índices pueden

resultar subjetivos, debido a que su asignación está sujeta a la opinión y experiencia de

quienes los establecen. De aquí la importancia del uso de herramientas del tipo

probabilístico y matemático que permitan la jerarquización, priorización y evaluación

de criterios, como los métodos estadísticos y de análisis de frecuencias desarrollados

por: Vargas (1994), Castro y Ojeda (2001); y el método de ponderación de Saaty (1977).

Por su parte la empresa Oleoducto de Crudos Pesados (OCP) desde el inicio de sus

operaciones en el país, ha realizado trabajos de carácter geológico, destinados tanto a la

construcción como a la operación, preservación, protección y monitoreo de su

infraestructura. Uno de los trabajos fue la elaboración del Estudio de Línea Base previo

a la construcción del oleoducto, que incluye el reconocimiento geológico, geotécnico,

hidrogeológico, riesgo sísmico, riesgo volcánico, que estuvo a cargo de ENTRIX y

Walsh Environmental Scientists and Engineers (2001). Dicho trabajo es parte de un

conjunto de estudios ambientales que incluyen también Estudios de Impacto Ambiental,

Plan de Manejo Ambiental para la fase de operaciones de OCP (ENTRIX, 2003), entro

otros.

Asimismo, se ha desarrollado el Instructivo de evaluación de susceptibilidad a

fenómenos de remoción en masa (Gibbons & Mendoza, 2013) en el que, en base a la

metodología de Mora y Vahrson (1994), se estableció el algoritmo actual de cálculo de

2

susceptibilidad a FRM, en el cual se incorpora factores como: las estructuras

geológicas, grado de meteorización y agentes antrópicos; proporcionando a cada uno de

ellos una ponderación dentro del algoritmo.

Los trabajos realizados, específicamente en el tramo 2 (TR2) del OCP consistió en el

levantamiento geológico y la elaboración de la zonificación de la susceptibilidad por

tipo de movimiento en masa, ambas actividades en una franja de 2 km alrededor del

oleoducto (Briceño, 2015). Además, durante las operaciones OCP ha contratado

constantemente servicios destinados al monitoreo y preservación de su infraestructura,

tales como: estudios geotécnicos, geofísicos, hidrológicos, hidrogeológicos, así también,

la instalación de inclinómetros, acelerógrafos, pluviómetros y demás instrumentación en

distintos postes kilométricos (KP) del oleoducto. Del mismo modo, se han contratado

estudios ambientales destinados a la evaluación, análisis y remediación de los efectos

que han ocasionado los eventos de rotura del oleoducto por la acción de movimientos en

masa.

1.2. Justificación

Los fenómenos de remoción en masa constituyen potenciales amenazas geológicas,

debido a que su principal consecuencia puede llegar a ser la contaminación ambiental,

pérdida de infraestructuras y más importante aún de vidas humanas. Brabb (1989),

considera a los deslizamientos como uno de los procesos geológicos más destructivos

que afectan a los humanos, causando miles de muertes y daño en las propiedades, por

valor de decenas de billones de dólares cada año. Sin embargo, y a pesar de la magnitud

de la afectación de estos fenómenos, aún se resta importancia a su conocimiento,

prevención, y mitigación.

En el área de estudio han ocurrido varios FRM, que han afectado a la infraestructura de

OCP desde el inicio de sus operaciones en el 2003. En el TR2 destacan: un proceso de

reptación de suelos el 25 de febrero de 2009 a la altura del KP 128 (KP 127+934),

producto de los altos niveles de precipitación en la zona (Calidad Ambiental, 2011), que

ocasionó la rotura del oleoducto y el subsiguiente derrame de crudo, resultando de este

evento la contaminación de varios ríos de las provincias de Napo, Sucumbíos y

Francisco de Orellana. Posteriormente, en julio de 2011 se produjeron una serie de

flujos de lodo y detritos, que afectaron a la Estación Páramo (PS4) y resultaron en la

evacuación del campamento y en su reubicación parcial (SYR-GEOESTUDIOS, 2015).

3

Debido a los eventos mencionados y a otros de su tipo que pudieran ocurrir en el futuro,

es importante crear una herramienta eficiente que permita el constante monitoreo de la

susceptibilidad a la ocurrencia de movimientos en masa, que considere variables como

la capacidad de infiltración de lluvia en el suelo, mediante la que se genere el modelo de

susceptibilidad de la totalidad del área de estudio y no de sitios puntuales.

Por consiguiente será posible la ejecución oportuna de obras de prevención y mitigación

de movimientos en masa, la preservación de infraestructuras y la optimización de

recursos, aspectos de gran relevancia dada la incalculable labor de OCP; que con sus

485 km de infraestructura constituye el principal medio de transporte de hidrocarburos,

desde su extracción en los campos de la región oriental hasta el almacenamiento en la

región litoral.

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo general

Reformular el algoritmo matemático del método de cálculo de

susceptibilidad a FRM del TR2 del OCP, mediante la aplicación de la

metodología de ponderación de Saaty.

1.3.2. Objetivos específicos

Caracterizar los factores condicionantes y detonantes involucrados en el

método de cálculo de susceptibilidad del TR2 de OCP, mediante la

aplicación del método estadístico univariado y el procesamiento de datos

geológicos, estructurales, morfológicos, sísmicos y meteorológicos.

Ensayar el método del Número de Escurrimiento en la determinación de la

infiltración de lluvia en el suelo; como reemplazo del factor Humedad del

suelo empleado previamente.

Determinar la influencia de los factores condicionantes y detonantes en la

generación del modelo de susceptibilidad del TR2 de OCP, mediante la

aplicación de la metodología de ponderación de Saaty.

Generar el modelo de susceptibilidad a FRM del TR2 del OCP, aplicando

el algoritmo obtenido y validar los resultados con el inventario de

deslizamientos.

4

1.4. Alcance

En la reformulación del algoritmo de cálculo de susceptibilidad a FRM del TR2 del

OCP, se generará cartografía escala 1:20.000 para cada uno de los factores

condicionantes (geología, pendientes del terreno e infiltración de lluvia en el suelo) y

factores detonantes (precipitación, sismicidad y actividad antrópica), involucrados en el

método de cálculo de susceptibilidad.

El factor geológico que incluye los parámetros: litológico, estructural y meteorización

ha sido evaluado durante diversas campañas de campo. El mapa de pendientes se

obtendrá a partir del análisis de la base topográfica del área de estudio. El mapa de

infiltración de lluvia en el suelo se elaborará por medio de la aplicación de la

metodología del número de escurrimiento. El mapa de precipitación considera la

precipitación máxima en 24 horas, registrada en los pluviómetros de las cuatro

estaciones meteorológicas pertenecientes al OCP y que se encuentran ubicadas dentro

del TR2. El factor de sismicidad está basado en los valores de aceleración sísmica de

diseño, aplicados en la construcción del oleoducto para sus distintas secciones. Los

mapas de aspectos antrópicos que contemplan el factor de construcciones civiles y

cobertura vegetal, son obtenidos a partir del análisis de imágenes LIDAR escala 1:1000

del área de interés, y de información validada en campo.

Las unidades cartográficas representadas en cada uno de los mapas serán valoradas por

medio del análisis estadístico de la ocurrencia de deslizamientos sobre dichas unidades.

La influencia de cada factor en la generación del mapa de susceptibilidad será

ponderada por medio del proceso analítico jerárquico de Saaty; y el modelo de

susceptibilidad producto será validado con el inventario de deslizamientos.

1.5. Zona de estudio

El TR2 del OCP tiene como punto inicial el KP 110+200 (sector río Salado) y finaliza

en el KP 225+150 (sector Yaruquí); con sus 115 km de longitud atraviesa parte de las

provincias de Napo y Pichincha (Figura 1). Una longitud aproximada de 90 km se

encuentra asentada sobre el territorio correspondiente a las parroquias de Santa Rosa, El

Chaco, Sardinas, San Francisco de Borja, Baeza, Cuyuja y Papallacta pertenecientes a

los Cantones El Chaco y Quijos de la Provincia de Napo; y la longitud restante de 25

km se sitúa en las parroquias Pifo y Yaruquí del cantón Quito en la provincia de

Pichincha.

5

Figura 1. Mapa de ubicación del TR2 del OCP. Presenta los principales poblados de las provincias de Napo y Pichincha que atraviesa la zona de estudio, desde el KP 110

(Este) al KP 225 (Oeste).

6

El acceso hacia las estaciones de bombeo: Sardinas (PS3) y Páramo (PS4), ubicadas en

el TR2 se realiza a través de la vía de primer orden Quito – Lago Agrio. Además, a lo

largo del trazado del oleoducto existen vías de tercer orden y caminos de herradura que

sirven como acceso para algunos de los KP’s del TR2.

Debido a que geográficamente la zona de estudio se encuentra en las regiones Sierra y

Oriente, se presenta dos regímenes principales de precipitación. En la región Sierra el

régimen es bimodal con picos de precipitación en los períodos marzo-abril y octubre-

noviembre; mientras que en la región oriental la precipitación es casi constante en todo

el año, excepto en el mes de junio donde la lluvia supera los 325 mm (Figura 2).

A

b

Figura 2. Variación de la precipitación media mensual en la región Sierra (a) y Oriente (b), de 1981-2005

(Tomado de Gutiérrez, 2014).

Hidrográficamente el TR2 del OCP atraviesa 12 microcuencas hidrográficas, asociadas

a las cuencas de los ríos Napo y Esmeraldas (Tabla 1).

Tabla 1.

División hidrográfica de la zona de estudio.

CUENCA SUBCUENCA MICROCUENCA

Río Napo

Río Coca

Río Osayacu

Río Santa Rosa

Río Oyacachi

Río Sardinas Grande

Río Huagrayacu

Río Quijos

Río Jeringa

Río Papallacta

Río Esmeraldas

Río Guayllabamba

Río Chiche

Río Guambi

Río Cutuchi

7

La cuenca del río Napo nace en la Cordillera Real y se dirige hacia el E hasta

desembocar en el río Amazonas, esta cuenca engloba al trayecto desde el KP 110 hasta

el KP 201; mientras que la cuenca del río Esmeraldas corre en hacia el Oeste, hasta

desembocar en el océano Pacífico y abarca el intervalo desde el KP 201 al KP 225

(Figura 3).

Figura 3. Mapa de división hidrográfica de la zona de estudio. Se muestran las subcuencas hidrográficas

del río Coca y del río Guayllabamba, pertenecientes a las cuencas de los ríos Napo y Esmeraldas

respectivamente.

8

2. MARCO TEÓRICO

2.1. Contexto geológico

El Ecuador se localiza en la sección septentrional de los Andes Sudamericanos, sobre un

margen continental activo producto de la interacción de la placa oceánica de Nazca y la

placa continental de Sudamérica. Esta interacción ha originado las distintas zonas

morfológicas de las que se compone el territorio continental ecuatoriano: Llanura

Amazónica, Zona Subandina, Cordillera Real, Valle Interandino, Bloque Amotape-

Tahuín, Cuenca Alamor-Lancones, Cordillera Occidental y Llanura Costera (Egüez,

1994).

El TR2 del OCP atraviesa tres de las ocho zonas morfológicas enunciadas previamente:

Zona Subandina, Cordillera Real y Valle Interandino.

La Zona Subandina limita al E con la Llanura Amazónica y al W con la Cordillera Real,

a través de la sutura con la falla Subandina. Esta zona se caracteriza por tres estructuras

principales que de norte a sur se denominan: Levantamiento Napo, Depresión Pastaza y

Cordillera del Cóndor-Cutucú (Figura 4), en las que afloran secuencias sedimentarias de

edades que abarcan desde el Devónico hasta el Cuaternario.

Figura 4. Mapa morfoestructural de la Cuenca Oriente (Modificado de Baby et al., 2004).

Las elipses rojas indican los dos levantamientos, al N el Levantamiento Napo y al S la Cordillera del

Cóndor-Cutucú; separados, por la Depresión Pastaza y su característico cono de deyección.

9

El tramo del KP 110 a 135, atraviesa parte del Levantamiento Napo, en donde, según

Briceño (2015), se encuentran aflorantes rocas volcánicas y sedimentarias de las

formaciones Misahuallí (Jurásico), Hollín, Napo y Tena (Cretácico). La formación

Misahuallí en el tramo KP 110 a 112 corta principalmente lavas andesíticas, la Fm.

Hollín representada por areniscas cuarzosas aflora en secuencia con las lutitas calcáreas

negras, calizas y areniscas de la Fm Napo, y con arcillolitas café chocolate y limolitas

de la Fm. Tena.

La Cordillera Real limita al este con la Zona Subandina y al oeste con el Valle

Interandino, al que se encuentra unida mediante la falla Ingapirca. Está constituida por

la sutura de terrenos o divisiones de ambientes de depositación continental y marino, de

oeste a este son: Guamote (continental), Alao (marina), Loja (continental), Salado

(marina) y Zamora (continental); cada una de ellas se encuentra unida a las adyacentes

mediante extensas fallas de rumbo preferencial NNE-SSW denominadas: Peltetec,

Baños, Llanganates y Cosanga-Méndez (Figura 5).

Figura 5. Sección esquemática a la largo de la Cordillera Real (Modificado de Aspden & Litherland,

1992). Se muestran las cinco divisiones constituyentes de la Cordillera Real y sus principales

características geológico-estructurales.

En la zona comprendida entre el KP 135 a 190, afloran rocas de grado de metamorfismo

bajo y medio, como las filitas de color café chocolate, rojo ladrillo y verde oliva de la

Formación Tena (metamorfizada); pizarras y mármoles gris oscuros de la Fm. Napo

(metamorfizada), presentes entre el KP 135 a 153. A partir del KP 154 hasta el KP 190,

afloran esquistos grafitosos, sericítcos, cloríticos (Unidad Cuyuja), cuarzo-sericíticos

(Unidad Agoyán), filitas negras (Unidad Chiguinda) y granitos gnéisicos con cuarzo

azul (Unidad Tres Lagunas), como parte de las divisiones Loja y Salado. Asimismo, se

10

distinguen flujos de lava andesíticos de edad Pleistocénica que se atribuyen a los

volcanes Antisana, Sumaco y Chacana.

La sección occidental de la Cordillera Real (KP’s 190-224) está dominada por la

presencia de depósitos glaciáricos y volcánicos del Holoceno y Pleistoceno, entre los

que resaltan: flujos de lava andesítica del volcán Antisana, lavas afaníticas de los

Volcánicos Putunguiño, tobas de los Volcánicos San Miguel, depósitos laháricos y

glaciáricos.

El Valle Interandino constituye una depresión que se extiende desde la frontera norte del

país hasta los 2°S, separando la Cordillera Occidental de la Cordillera Real. Esta

extensa cuenca se encuentra rellena de sedimentos, predominantemente volcánicos

producto de diversos eventos eruptivos. En los aproximadamente 2 km del TR2 que se

encuentran sobre el Valle Interandino afloran depósitos Cuaternarios de Cangahua.

Además de las formaciones y unidades detalladas, a lo largo del área de estudio se

observa depósitos coluviales y aluviales cuaternarios (Briceño, 2015).

2.1.1. Amenazas geológicas

El OCP cuenta con sistemas de monitoreo constante de su infraestructura ante distintos

tipos de amenazas geológicas, los cuales difieren de tramo a tramo, de acuerdo a su

ubicación geográfica y la predominancia de condiciones climáticas, morfológicas y

geológicas particulares. En esta sección se realiza un breve análisis de las condiciones

geomorfológicas, volcánicas, sísmicas y climáticas predominantes en el TR2 del OCP.

2.1.1.1. Geomorfología

La geomorfología se define como el estudio de las formas de la superficie terrestre en

relación a los procesos geológicos, climáticos e hidrológicos que las originaron y a su

comportamiento actual, asociado a la ocurrencia de FRM.

Del análisis geomorfológico del área de estudio, se definieron diversos paisajes y

unidades geomorfológicas, siendo estas últimas el elemento mínimo representado

(Figura 6).

Como se ha mencionado previamente, el TR2 se asienta sobre tres zonas o regiones

morfológicas que se analizan a continuación:

11

La región Subandina (sistema del Levantamiento Napo) que abarca el área entre el KP

110 a 135, presenta paisajes denudacionales como: colinas estructurales formadas por

areniscas, lutitas y arcillolitas de las formaciones Hollín, Napo y Tena del Cretácico; y

colinas denudacionales volcánicas compuestas por lavas de la Fm. Misahuallí. Además,

se observa geoformas agradacionales que incluyen depósitos recientes como coluviones

y terrazas aluviales de la cuenca del río Napo.

La Cordillera Real se extiende desde el KP 135 a 224, ha sido dividido en tres sistemas:

cima, vertiente occidental y oriental. La vertiente occidental está dominada por paisajes

volcánicos en los que se distinguen las laderas medias del volcán Coturco y las laderas

bajas del Cerro Puntas, constituidas por lavas andesíticas y áreas menores con depósitos

piroclásticos; y paisajes glaciáricos denudacionales que incluyen valles glaciares y

laderas medias de montaña formadas por flujos de lava andesíticos y depósitos de tillita.

La cima de la Cordillera Real, está constituida principalmente por el Complejo

Caldérico Chacana, en el que se distinguen valles glaciares con depósitos de tillita sobre

flujos de lava andesíticos; y laderas bajas de montañas denudacionales compuestas por

rocas ígneas que incluyen flujos de lava, granitos, y rocas metamórficas (esquistos). Un

área menor de este sistema de la Cordillera Real consta de geoformas agradacionales,

terrazas aluviales y llanuras de inundación en las orillas del río Papallacta.

La vertiente oriental de la Cordillera Real, presenta extensas lenguas de lava de

composición andesítica; entre el KP 156 y 173 atribuidas al estratovolcán Antisana, y

entre el KP 139 a 149 pertenecientes al estratovolcán Sumaco. Además, se distinguen

montañas y colinas denudacionales compuestas por esquistos, y colinas estructurales

compuestas por lutitas, areniscas, calizas y lutitas ligeramente metamorfizadas de la Fm.

Napo. Las geoformas agradacionales consisten en terrazas aluviales y llanuras de

inundación en las orillas del Río Quijos y varios depósitos coluviales distribuidos a lo

largo de este sistema.

La sección entre los KP’s 224 a 226, está asentada en el Valle Interandino presenta

únicamente 2 tipos de geoformas denudacionales: mesetas y cañones o farallones,

ambas esculpidas sobre depósitos de Cangahua (Tabla 2).

12

Tabla 2.

Resumen del análisis geomorfológico del TR2 del OCP.

REGIÓN KP SISTEMA PAISAJE UNIDAD MORFOLÓGICA LITOLOGÍA PENDIENTE (°)

Subandina

110-135

Levantamiento

Napo

Paisajes

denudacionales

Colinas estructurales Areniscas, lutitas y arcillolitas 22 - 34

Colinas denudacionales volcánicas Andesitas 34 - 47

Geoformas

agradacionales

Terraza aluvial / llanura de inundación Depósito aluvial 0 – 11

Depósitos coluviales Depósito coluvial 11 - 22

Cordillera

Real

135- 224

Vertiente

occidental

Volcán Coturco Laderas medias Andesitas, depósitos

piroclásticos

22 - 34

Cerro Puntas Laderas bajas 34 - 47

Paisajes

denudacionales

Laderas medias de montaña glaciar Andesitas, depósitos de tillita 22 - 34

Valle glaciar 11 - 22

Cima

Complejo Caldérico

Chacana

Valle glaciar Depósitos de tillita 11 - 22

Laderas bajas Andesitas, granito, esquistos 34 - 47

Geoformas

agradacionales

Terraza aluvial / llanura de inundación Depósito aluvial 0 - 11

Vertiente

oriental

Estratovolcán

Antisana

Lengua de lava Andesitas 22 - 34

Paisajes

denunacionales

Laderas bajas de montañas

denudacionales metamórficas

Esquistos 34 - 47

Colina denudacional metamórfica Esquistos 11 - 22

Colinas estructurales Lutitas, areniscas, calizas 22 - 34

Geoformas

agradacionales

Terraza aluvial / llanura de inundación Depósito aluvial 0 - 11

Depósitos coluviales Depósito coluvial 11 - 22

Estratovolcán

Sumaco

Lengua de lava Andesitas 11 - 22

Valle

Interandino

224- 226 Geoformas

degradacionales

Meseta Cangahua 11 - 22

Cañón o farallón Cangahua 47 - 84

Nota: Se detallan los sistemas, paisajes y unidades geomorfológicas presentes en la zona de estudio, así como, los KP’s que abarcan los mismos.

13

Figura 6. Mapa geomorfológico del TR2 del OCP. Se observan las unidades geomorfológicas presentes en el área de estudio; predominan las laderas bajas y medias de

montaña, así como las colinas estructurales, lenguas de lava y valles glaciares.

14

2.1.1.2. Volcanismo

El volcanismo es un proceso que debido a la generación de productos como ceniza,

flujos piroclásticos, flujos de lava y lahares, constituye una amenaza para la integridad

de la infraestructura del OCP.

ENTRIX & Walsh Environmental Scientists and Engineers (2001) desarrollaron el

mapa de riesgo volcánico para los 485 km del OCP, del cual se ha extraído y modificado

la sección correspondiente al TR2 (Figura 7), en el que se muestran los principales

edificios volcánicos alrededor del oleoducto, la delimitación de flujos de lava, flujos

piroclásticos, lahares y depósitos de ceniza de distintos espesores.

Los 115 km del TR2 del OCP, están rodeados por 12 volcanes de edad cuaternaria que

incluyen volcanes extintos o dormidos, potencialmente activos, activos y en erupción

(IRD & IG-EPN, 2011). Entre los volcanes extintos o dormidos se encuentran el

Pambamarca, Cerro Puntas, Coturco e Izambi en la región Noroccidental; el

Sincholagua y Aliso hacia el suroccidente; y el Yanaurcu y Pan de Azúcar hacia el E. El

volcán Antisana, hacia el suroccidente del TR2, es el único considerado como

potencialmente activo. El volcán Sumaco al sureste del área de estudio y el Complejo

Volcánico Chacana que es atravesado por el oleoducto aproximadamente entre el KP

182 a 198, están catalogados como activos; mientras que El Reventador hacia el noreste

está representado como volcán en erupción.

Como producto de la actividad de los volcanes potencialmente activos, activos y en

erupción, se distinguen los flujos piroclásticos, de lava y lahares presentes en varios

drenajes del área. Los depósitos de lahares abarcan la superficie más extensa en

comparación a los otros dos tipos de productos volcánicos mencionados previamente;

siendo el de mayores proporciones un lahar encauzado en el valle del Río Quijos.

Asimismo, el mapa de peligros volcánicos, muestra los límites de caída de ceniza de 5 y

25 cm de espesor para los volcanes Antisana, Reventador y Sumaco.

Finalmente, se concluye que los volcanes con mayor influencia y probabilidad de

afectación al TR2 del OCP son El Reventador, Sumaco, Antisana y el Complejo

Volcánico Chacana.

15

Figura 7. Mapa de Riesgo volcánico para el TR2 del OCP. (Modificado de ENTRIX & Walsh

Environmental Scientists and Engineers, 2001).

2.1.1.3. Sismicidad

Debido a que nuestro país está ubicado en un margen continental activo, y a la presencia

de importantes sistemas de fallas a lo largo y ancho del territorio ecuatoriano, la

sismicidad constituye un factor de gran importancia cuando de obras civiles se trata. Por

ello, al igual que con el riesgo volcánico, ENTRIX & Walsh Environmental Scientists

and Engineers (2001) generaron el mapa de riesgo sísmico para el OCP; en este mapa se

muestran fallas geológicas observadas, inferidas y posibles; así como la ubicación y

magnitud de sismos de origen tanto de subducción como intraplaca.

En la sección del mapa de riesgo sísmico para el TR2 (Figura 8) se observan sismos con

magnitudes que van desde los 3 hasta los 7.2 grados en la escala de Richter; entre los

cuales se pueden distinguir los sismos de magnitud 6.1 y 6.9 ocurridos el 5 de marzo de

1987 al oeste del volcán El Reventador, y asociados a la falla el Abra (Schuster et al.,

1991). El sismo de magnitud mayor a 7 (Ms: 7.2) está ubicado en el Valle Interandino,

al sur del volcán Ilaló y se trata de un evento ocurrido en agosto de 1938.

16

Figura 8. Mapa de riesgo sísmico para el TR2 del OCP (Modificado de ENTRIX & Walsh Environmental

Scientists and Engineers, 2001).

2.1.1.4. Inundaciones

La amenaza por inundaciones relaciona tanto condiciones climáticas como

geomorfológicas. Las primeras se encuentran asociadas principalmente a la

precipitación que en el área de estudio puede alcanzar los 80 mm en 24 horas, en la zona

comprendida entre aproximadamente los KP’s 135 a 155. En cuanto a las condiciones

geomorfológicas, considerando una franja de 500 m alrededor del eje de la tubería del

TR2 del OCP, existen depresiones de pendientes bajas en las que se han reconocido

zonas de acumulación de agua, que además están asentadas en la región de máxima

precipitación diaria, como en el caso de los KP’s 138 y 151. Sin embargo, estas no han

producido daños por inundación, debido a que en el área no existen viviendas u otro

tipo de infraestructuras.

2.2. Método estadístico univariado en el análisis de susceptibilidad a FRM

En el ámbito de la gestión de riesgos geológicos, y particularmente en torno a la

evaluación de riesgos por FRM; la susceptibilidad se define como la predisposición del

terreno a la ocurrencia de los mismos, sin que esto implique las consideraciones

temporales de dicho fenómeno (Santacana, 2001).

17

Los métodos de evaluación y elaboración de mapas de susceptibilidad a FRM, presentan

diversas interpretaciones según cada autor. Sin embargo, una clasificación general de

dichos métodos puede estar conformada por: métodos determinísticos, heurísticos,

probabilísticos y geomorfológicos. El método estadístico univariado está incluido, junto

con el método estadístico multivariado y el análisis de frecuencia de deslizamientos, en

los métodos probabilísticos, que constituyen métodos indirectos aplicables a escala

regional, debido a que la extrapolación de resultados es posible a zonas en las que las

condiciones y factores intrínsecos del terreno tienen similares características a aquellos

considerados en la etapa de análisis y tratamiento de datos (Santacana, 2001).

El método estadístico univariado hace uso de un mapa de distribución o densidad de

FRM, en superposición con mapas índice de diversos factores (litología, pendientes,

etc.); definiendo por comparación estadística, la probabilidad de cada clase de

parámetro o unidad cartográfica (por ejemplo andesitas, areniscas, pendientes abruptas o

moderadas, etc.) a la ocurrencia de nuevos movimientos; expresando dicha probabilidad

como un peso ponderado.

Según Castro y Ojeda (2001), el peso asignado a cada clase de los diferentes parámetros

que generan movimientos en masa, se calcula sumando las áreas de cada tipo de FRM

desarrollado en las superficies que comprenden la Unidad Cartográfica del Parámetro

(UCP) evaluado; lo que se resume en la Ecuación 1.

(Ec. 1) Donde:

W = Peso o susceptibilidad de la UCP respecto al tipo de

movimiento en masa analizado.

DZX = Superficie acumulada de movimiento en masa de tipo

X (km2 o ha) que hay sobre la UCP.

S = Superficie total acumulada de la UCP (km2 o ha).

La especificación de la superposición de los mapas índice con cada tipo de FRM

registrado en el inventario de deslizamientos, se fundamenta en el hecho de que el

mecanismo de ruptura de cada tipo de movimiento es distinto en las diversas UCP. Sin

18

embargo, dicha especificación no constituye un inconveniente en la generación del

mapa de susceptibilidad general, pues este se obtiene mediante la adición de los mapas

de susceptibilidad parcial por cada tipo de movimiento en masa (Castro y Ojeda, 2001).

2.3. Ponderación de factores condicionantes y detonantes: metodología de

Saaty (1977)

La metodología de Saaty (1977), conocida también como Proceso Analítico Jerárquico

(AHP por sus siglas en inglés), constituye un método cuantitativo de evaluación

multicriterio, empleado para evaluar, ordenar y jerarquizar o ponderar un conjunto de

factores o elementos; mismos que se derivan del desglose del problema en todos sus

componentes, sean estos cuantitativos, cualitativos, tangibles o intangibles, valorando

así la influencia, de incluso, el elemento más simple, sobre el nivel máximo de la

jerarquía.

Saaty (2008), detalla una serie de pasos a seguir durante la toma de decisiones de forma

organizada:

Definir el problema.

Estructurar la jerarquía de decisión, desde la parte superior con el objetivo de la

decisión, en los niveles intermedios los criterios y subcriterios, y en la parte

inferior el conjunto de alternativas (Figura 9).

Elaborar las matrices de comparación en pares.

Usar las prioridades obtenidas en las matrices de comparación, para ponderarlas

de acuerdo a cada nivel.

Figura 9. Diagrama de jerarquización de decisiones para el AHP (Modificado de Saaty, 1980).

19

Debido a que el proceso constituye una teoría de medida, que se desarrolla a través de

comparaciones respecto a la importancia de un criterio sobre otro, en relación a un

atributo dado; es necesaria una escala numérica de prioridad, que muestre cuán

trascendental resulta un elemento sobre otro (Tabla 3).

Tabla 3.

Escala fundamental de números absolutos.

Intensidad de

importancia

Definición Explicación

1 Igual importancia Los dos componentes contribuyen igualmente al

objetivo

3 Importancia moderada La experiencia y el juicio favorecen ligeramente

a un componente por encima del otro

5 Importancia fuerte La experiencia y el juicio favorecen fuertemente

a un componente por encima del otro.

7 Importancia muy fuerte o

demostrada

Un componente es favorecido muy

dominantemente, sobre el otro; su dominancia

está demostrada en la práctica.

9 Extrema importancia La evidencia favorece un componente sobre

otro con el máximo orden de afirmación

posible.

2, 4, 6, 8 Valores intermedios entre

dos contiguos

Valores de consenso cuando la relevancia de un

elemento sobre otro no está bien definida en la

escala principal.

Valores recíprocos Si la comparación i/j tiene un valor asignado (no nulo), entonces la

comparación j/i, tendrá su inverso o recíproco.

1.1 – 1.9 Valores de graduación muy fina cuando la importancia de un elemento sobre

otro es muy cercana.

Modificada de Saaty, 2008.

Los valores de esta escala son asignados por los integrantes de un grupo decisor, en las

matrices de comparación de elementos o criterios (C1, C2,…, Cn), en las que las celdas

frente y bajo a la primera fila y columna contienen los valores de comparación (Tabla

4), de acuerdo a los conceptos de importancia definidos, permitiendo cuantificar la

preferencia de los individuos del grupo decisor, hacia uno u otro componente de la

jerarquía. La diagonal principal de la matriz tiene valoración de 1, debido a que

corresponde a la comparación de cada elemento consigo mismo.

Tabla 4.

Representación de la matriz de comparación de criterios en pares.

C1 C2 Cn

C1 1 C1/C2 C1/Cn

C2 C2/C1 1 C2/Cn

Cn Cn/C1 Cn/C2 1


20

A partir de los valores asignados en la matriz de comparación se procede al cálculo de

los índices de prioridad de cada elemento de la matriz, conocidos como autovectores

(Wi); este parámetro se obtiene al elevar el producto de los componentes de cada fila, a

la potencia 1/n, siendo n el número de componentes involucrados en la matriz. El

autovector total (W) resulta de la suma de los autovectores individuales (W1, W2,…,

Wn). No obstante, los autovectores individuales deben normalizarse con el fin de que su

sumatoria sea igual a uno; para lo que se divide cada valor de Wi para W, obteniendo así

los autovectores individuales normalizados (Ti), que constituyen los pesos con los que

cada elemento contribuye al cumplimiento del objetivo definido y a la resolución del

problema (Tabla 5).

Tabla 5.

Cálculo de pesos para cada elemento involucrado en la matriz de comparación en pares.

C1 C2 Cn Wi Ti

C1 1 C1/C2 C1/Cn W1=(1*C1/C2*C1/Cn)1/n

T1= W1/ W

C2 C2/C1 1 C2/Cn W2=(C2/C1*1*C2/Cn)1/n

T2= W2/ W

Cn Cn/C1 Cn/C2 1 Wn=(Cn/C1*Cn/C2*1)1/n

Tn= Wn/ W

W= W1+W2+Wn T= T1+T2+Tn= 1


Sin embargo, las ponderaciones obtenidas para cada elemento o criterio deben

someterse a un proceso de validación, por medio de la evaluación de la consistencia de

la matriz, en el que se determina si el peso de un elemento se encuentra bien equilibrado

en relación a los demás.

El primer parámetro a calcular es el vector lambda (λ), que se obtiene del producto entre

los valores de Ti y los valores de los pesos parciales de cada criterio (wi); este último

resulta de la suma de los valores asignados en cada columna. La sumatoria de los λ

obtenidos se denomina lambda máximo (λmax), que debe ser igual al número de

criterios involucrados en la matriz (Tabla 6).

Tabla 6.

Cálculo del parámetro λ de evaluación de consistencia.

C1 C2 Cn Wi Ti λ

C1 1 C1/C2 C1/Cn W1 T1 λ1= T1*w1

C2 C2/C1 1 C2/Cn W2 T2 λ2= T2*w2

Cn Cn/C1 Cn/C2 1 Wn Tn λn= Tn*wn

w1= 1+C2/C1+Cn/C1 w2= C1/C2+1+Cn/C2 wn= C1/Cn+C2/Cn+1 W T=1 λmax= λ1+λ2+λn= n


21

Otro de los parámetros a determinar se denomina Índice de Consistencia (CI), cuyo

cálculo está dado por: . El valor obtenido se compara con el Índice

de Consistencia Aleatoria (RCI), establecido por Saaty (1980) en base al análisis de una

muestra de 500 matrices de hasta 16 criterios (Tabla 7). Esta comparación se realiza

dividiendo CI / RCI; el valor obtenido constituye la Relación de Consistencia (RC). Si

el valor ≤ 0.10 se asume una ponderación encaminada positivamente al cumplimiento

del objetivo; mas, si es >0.10 se la debe mejorar, planteando criterios, y consiguiendo

información orientados al objetivo del estudio.

Tabla 7.

Valores del Índice de Consistencia Aleatoria (RCI) para matrices que involucran de uno a dieciséis

criterios.

n RCI n RCI n RCI n RCI

1 0 5 1.12 9 1.45 13 1.54

2 0 6 1.24 10 1.49 14 1.58

3 0.58 7 1.32 11 1.51 15 1.59

4 0.90 8 1.41 12 1.55 16 1.61

Tomada de Saaty, 1980.

22

3. MARCO METODOLÓGICO

La reformulación del algoritmo matemático para calcular la susceptibilidad a FRM del

TR2 del OCP, se aplicó y empleó diversos métodos, técnicas, procesos, insumos y

elementos, con el fin de cumplir con los objetivos planteados.

Los mapas a escala 1:20000 de los factores: litológico, estructural, meteorización,

pendientes, infiltración de lluvia en el suelo, aceleración sísmica, construcción

civil/actividad humana y cultivos/vegetación en laderas, se elaboró con el software

ArcGis, considerando un área de influencia de 500 m alrededor del eje del oleoducto. El

cual varía en ciertas secciones haciéndose más amplio, debido principalmente a la

disponibilidad de información y a los requerimientos de OCP Ecuador.

3.1. Mapa Litológico

El mapa litológico se realizó considerando información geológica de 373 puntos de

control, levantada durante 12 campañas de campo por Briceño J. (2015). Los contactos

entre los distintos tipos de roca fueron trazados aplicando el método de las horizontales,

a partir de los valores de rumbo y buzamiento registrados en los afloramientos. La

información fue digitalizada y agrupada, representándolos en 15 grupos litológicos.

3.2. Mapa Estructural

El mapa estructural fue elaborado en base a información correspondiente a las familias

de discontinuidades, registradas en los puntos de control; considerándose como

discontinuidad a rasgos tales como: fallas locales, diaclasas, estratificación, foliación,

entre otras. El atributo de número de familias de discontinuidades, (comprende la

descripción de macizo rocoso diferenciándolo como masivo o con una, dos, tres y

cuatro o más familias de discontinuidades), fue sometido al proceso geométrico de

polígonos de Thiessen, con el fin de determinar la influencia geográfica de cada

atributo.

23

3.3. Mapa de Meteorización

Al igual que el mapa estructural, el mapa de meteorización fue elaborado aplicando la

herramienta de polígonos de Thiessen a las características de meteorización de cada

afloramiento. Los atributos de carácter cualitativo de este mapa se describen como roca

fresca, débilmente, moderadamente, altamente y completamente meteorizada.

3.4. Mapa de Pendientes

El mapa de pendientes del TR2 se realizó mediante el procesamiento de la base

topográfica escala 1:1000 del área de estudio. El mapa resultante se sometió a una

reclasificación en base a cinco rangos de pendientes, definidos mediante la clasificación

de datos de rupturas naturales de Jenks, la cual se basa en las características del

conjunto de datos numéricos (que en este caso constituyen los ángulos de inclinación)

para definir agrupaciones naturales inherentes a los mismos, obteniendo clases con una

homogeneidad interna importante, con grandes diferencias entre las clases para el

número de intervalos que se haya especificado.

3.5. Mapa de infiltración de lluvia en el suelo

El mapa de infiltración de lluvia en el suelo se generó a partir de la metodología del

Número de Escurrimiento (N) (Aparicio, 1992). Previo a la aplicación de dicha

metodología, y como parámetros de entrada para la misma, se elaboraron los mapas de

uso/cobertura y tipo de suelo; a partir de los cuales se determinó un valor de N para

cada unidad de terreno, caracterizada por un tipo y uso/cobertura de suelo específicos.

El valor de N definido se sometió a un proceso de corrección basado en la cantidad de

lluvia precedente acumulada (cm) en los 5 días anteriores al día de tormenta;

considerando que si el valor de lluvia precedente acumulada es menor a 2.5cm la

corrección a realizarse es del tipo A; si la precipitación supera los 5cm es del tipo B

(Tabla 8); y si se encuentra entre los 2.5 y 5 cm, el N no requiere corrección.

24

Tabla 8.

Valores de N para algunas condiciones de tipo y uso/cobertura de suelo.

N N con corrección A N con corrección B

0 0 0

10 4 22

20 9 37

30 15 50

40 22 60

50 31 70

60 40 78

70 51 85

80 63 91

90 78 96

100 100 100

Nota: Se muestran las correcciones A y B para cada valor de N, de acuerdo a la cantidad de lluvia

acumulada en los cinco días anteriores al día de la tormenta (Tomado de Aparicio, 1992).

El segundo parámetro de entrada constituye el valor de precipitación (cm), para un día

de tormenta; que para el caso del TR2 del OCP, se obtuvo de los registros

pluviométricos de 5 años en cuatro estaciones meteorológicas propias de la empresa:

Estación XV20006, Estación Sardinas-PS3, Estación Páramo-PS4 y Estación XV20010;

considerando como tormentas a aquellos valores de precipitación que superan los

umbrales de lluvia establecidos por OCP para cada estación (Tabla 9).

Tabla 9.

Umbrales de lluvia establecidos por el DDV-OCP para las estaciones meteorológicas ubicadas dentro

del TR2.

ESTACIÓN UBICACIÓN (KP) UMBRAL DE LLUVIA (mm/día)

XV20006 116+209 50.0

Sardinas-PS3 148+299 56.9

Páramo-PS4 185+929 38.0

XV20010 225+150 34.0

En las estaciones donde se registró más de un valor de tormenta en el lapso de los cinco

años, se seleccionó el de mayor magnitud. Cada estación meteorológica se encuentra

ubicada dentro de un área de influencia delimitada por polígonos de Thiessen. Dicha

área constituye el límite de aplicación del valor de precipitación de la tormenta elegida.

A partir de los valores de N (corregidos) y de precipitación definidos se obtiene la

cantidad de precipitación efectiva (Pe) expresada en centímetros, para cada unidad de

terreno; el valor ingresa en la Ecuación 2:

25

(Ec. 2)

De manera general, la lluvia total que precipita en un área será igual a la lluvia que

escurre (precipitación efectiva), más las diversas pérdidas (lluvia infiltrada,

evaporación, intercepción en el follaje de las plantas) que ocurren en dicha área.

Asumiendo que la cantidad total de pérdidas está representada únicamente por la lluvia

infiltrada (Pi), se realizó la diferencia correspondiente según la Ecuación 3, obteniendo

de esta manera la cantidad de lluvia infiltrada en cada unidad de terreno:

(Ec. 3)

Los resultados de infiltración, se dividieron en cinco clases, cuyos límites se

determinaron (al igual que en el mapa de pendientes) mediante la clasificación de

rupturas naturales de Jenks.

3.6. Mapa de Precipitación

El mapa de precipitación se realizó usando la información pluviométrica registrada

durante cinco años, en las estaciones meteorológicas ubicadas dentro del TR2 del OCP

(XV20006, Sardinas-PS3, Páramo-PS4 y XV20010). Para la evaluación se consideró la

máxima precipitación registrada en 24 horas de cada una de las estaciones, definiendo a

estas precipitaciones como tormentas para el mapa de infiltración.

Los valores de precipitación máxima en 24 horas fueron sometidos a un proceso de

interpolación mediante el método Inverso de la Distancia Ponderada (IDW, por sus

siglas en inglés); obteniendo como resultado el mapa de precipitación para el TR2, con

isoyetas clasificadas según rupturas naturales de Jenks.

3.7. Mapa de Aceleración Sísmica

El mapa de aceleraciones sísmicas, se elaboró en base a los valores de las aceleraciones

adoptadas para KP’s específicos de la tubería, durante la fase de diseño y construcción

del OCP (Tabla 10).

𝑇 = 𝑖 +

26

Tabla 10.

Puntos y aceleraciones a lo largo de la traza del OCP.

KP ACELERACIONES ADOPTADAS

100.61 0.33

129.68 0.34

149.01 0.40

154.11 0.31

188.77 0.40

217.17 0.31

241.89 0.43

Nota: Se observan las aceleraciones sísmicas adoptadas para cinco KP’s ubicados dentro del TR2 (129.68

– 217.17) y dos KP’s externos al TR2 (100.61 y 241.89). (Modificado de OCP, 2001).

Se consideraron las aceleraciones mínimas de los intervalos comprendidos entre dos

KP’s continuos; definiendo así, tres zonas en el mapa de aceleraciones sísmicas.

3.8. Mapas de Agentes Antrópicos

El factor agentes antrópicos incluye cartografía de construcción civil/actividad humana,

en la que se han considerado infraestructuras como: vías, caminos, viviendas, represas,

torres eléctricas, etc.; y cartografía referente a cultivos/vegetación en laderas, que

considera el tipo de vegetación observada, pudiendo ser esta: arbórea, arbustiva,

herbácea, pasto, o de ser el caso, suelo desnudo.

Para definir estos parámetros, se aplicó el proceso de clasificación supervisada de

imágenes LIDAR, con una resolución de 10 cm/pixel, correspondiente al año 2011

(propiedad de OCP). Las características relativas a ambos factores, fueron verificadas

haciendo uso de una matriz (Tabla 11), aplicada en 35 puntos de control a lo largo de los

115km del TR2.

Los atributos cartografiados en ambos mapas se sometieron posteriormente al proceso

de ponderación mediante el método estadístico univariado.

27

Tabla 11.

Matriz de evaluación de agentes antrópicos aplicada en distintos KP’s del TR2 del OCP.

EVALUACIÓN DE AGENTES ANTRÓPICOS

Responsable: KP: X: Y: Z: Fecha: Observaciones (otros,

ubicación respecto al DDV,

estado, extensión aprox.,

etc.):

ACTIVIDAD

AGROPECUARIA:

Uso de suelo Corrales / Piscinas

Canal de riego

Sembrío (tipo)

Erosión por ganado

ACTIVIDAD

FORESTAL: Deforestación

Áreas

protegidas Explotación

maderera

Actividades

de forestación

Actividades

de reforestación

( Si/No)

ACTIVIDAD

MINERA: Canteras Minas

Voladuras

en taludes Galerías

Desechos de

actividad

minera

(Si/No, Material)

OBRAS CIVILES/

INFRAESTRUCTURA

Vía/ acceso/ camino

Acueducto/ alcantarillado

Viviendas/ edificios

Presas/ Embalses

Torres

eléctricas (y obras

relacionadas)

TIPO DE

VEGETACIÓN:

Arboles Arbustos Hierbas Pastos Suelo

desnudo

3.9. Análisis de susceptibilidad a FRM (método estadístico univariado)

Los atributos presentes en los mapas de cada factor condicionante y detonante, fueron

valorados aplicando el método estadístico univariado. El método requiere de un

inventario de FRM de la zona de estudio; cuyas áreas deben intersecarse con las

unidades específicas de cada mapa. Las superficies deslizadas, en relación al área total

de cada unidad, proveen el grado de influencia de estas últimas en la ocurrencia de

FRM.

OCP, cuenta con un inventario de FRM en actualización constante, de acuerdo a la

ocurrencia de los mismos. A lo largo del TR2 se han registrado aproximadamente 170

sitios inestables, cuyos estructuras han sido mapeadas y digitalizadas; contando así con

una base de datos en la que se puede encontrar la información referente al tipo de FRM,

pendiente actual, altura del escarpe del deslizamiento, entre otros. Esta información, fue

empleada en el proceso de intersección con cada uno de los mapas índice generados,

proceso a partir del cual se calcularon las áreas de cada tipo de FRM desarrollado en

cada unidad cartográfica de los mapas índice.

Durante el procesamiento estadístico se consideraron las áreas superiores a los 5000 m2

(0.5ha); esta consideración se fundamenta en la unidad mínima cartografiable, la cual

28

considera que se debe representar en los mapas, aquellas estructuras superiores o iguales

a 5mm (largo o ancho) en la escala del mapa. Con el argumento previo se determinó que

los FRM que cumplen con dicha condición representan entre el 40% del total, dejando

al 60% restantes, como elementos para validar el modelo.

Como resultado del procesamiento estadístico se obtuvo la ponderación para las

unidades cartográficas de cada uno de los mapas índice. Cabe recalcar el hecho de que

cada unidad cartográfica posee cuatro valores de ponderación, uno por cada tipo de

FRM (deslizamientos rotacionales, deslizamientos traslacionales, flujos de lodo y

detritos y reptaciones/solifluxiones). Una vez realizada la evaluación, se generaron los

mapas de susceptibilidad parcial por tipo de movimiento y por factor condicionante o

detonante.

3.10. Aplicación de la metodología de Saaty en la ponderación de factores

condicionantes y detonantes

Previo al proceso de álgebra de mapas en el que se involucran cada uno de los mapas

temáticos generados, se determinó la ponderación de los factores en el algoritmo de

cálculo de susceptibilidad; por medio de la aplicación de la metodología de Saaty. La

evaluación se realizó por niveles de jerarquía de acuerdo al diagrama de jerarquización

determinado en el estudio (Figura 10).

Figura 10. Diagrama de jerarquización de factores involucrados en la ponderación mediante el AHP.

¿Qué factor influye en mayor medida en la generación de deslizamientos?

Factores condicionantes

Geología

Litología Meteorizac. Estructuras

Pendientes Infiltración

de lluvia

Factores detonantes

Precipitación Agentes

antrópicos

Construcción civil y A.H

Cultivos y vegetación

Aceleración sísmica

29

El primer nivel de jerarquía involucra a los factores condicionantes y detonantes de los

FRM, a los que se aplicó la matriz de comparación en pares, obteniendo las

ponderaciones para estos parámetros.

En el segundo nivel de jerarquía se encuentran los factores: geología, pendientes, e

infiltración, pertenecientes al grupo de factores condicionantes; y precipitación, agentes

antrópicos y aceleración sísmica, correspondientes a los factores detonantes; por lo que

se desarrollaron dos matrices de comparación en pares, una para cada grupo de factores.

El nivel más bajo de jerarquía se desarrollaron dos matrices de comparación, debido a

que este nivel incluye los parámetros: litología, meteorización y estructuras,

pertenecientes al factor geológico; y los parámetros construcción civil/actividad humana

(CCAH), cultivos/vegetación en laderas (CVL) pertenecientes a los agentes antrópicos.

Para cada matriz se evaluó la consistencia a través del factor lambda (λ) y de la relación

de consistencia (RC).

Mediante el desarrollo del proceso detallado, se definió el nuevo algoritmo matemático

de cálculo de susceptibilidad a FRM en el TR2 del OCP.

30

4. PRESENTACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

La presente sección incluye la información referente a las características de cada uno de

los parámetros involucrados en el cálculo de susceptibilidad a FRM. Estos han sido

clasificados mediante el método estadístico univariado, y el número de clases varía

entre cuatro y cinco en base a las características de los datos. Además se presenta el

nuevo algoritmo de cálculo de susceptibilidad obtenido a partir de la aplicación de la

metodología de Saaty.

4.1. Método estadístico univariado

4.1.1. Litología

El mapa litológico está compuesto por 15 unidades cartográficas (Figura 11 – Anexo

2.1), que constituyen rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas, pertenecientes a las

formaciones Misahuallí, Hollín, Napo y Tena de la Cuenca Oriente; Tres Lagunas,

Agoyán, Chiguinda, Cuyuja, Volcánicos Sumaco y Antisana de la Cordillera Real. Las

diversas litologías de las formaciones mencionadas se clasificaron en: andesitas,

arcillolitas, arenas y limos, areniscas, calizas, cangahua, depósitos aluviales, coluviales

y glaciares, esquistos, filitas, granitos y gneis, lutitas, pizarras y volcanosedimentos.

A la litología mencionada, se aplicó el método estadístico univariado, cuyo resultado se

observa en la Tabla 12 – Anexo 1.1. Los porcentajes obtenidos como “Peso de la unidad

en los procesos” fueron normalizados en base al mayor valor (5.45%).

Tabla 12.

Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor litología.

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)

Rotacional TraslacionalFlujo de lodo

y detritos

Reptación y

solifluxiónRotacional Traslacional

Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

Andesita 40845727.12 193970.86 231052.10 20238.98 0.475 0.000 0.566 0.050 0.087 0.000 0.104 0.009

Arcillolita 6308353.19 97068.56 237621.48 1.539 3.767 0.000 0.000 0.282 0.691 0.000 0.000

Arenas y limos 16162779.19 89480.80 216340.50 0.554 0.000 1.339 0.000 0.102 0.000 0.246 0.000

Arenisca 3517826.43 42313.47 1.203 0.000 0.000 0.000 0.221 0.000 0.000 0.000

Caliza 630578.85 24638.46 0.000 3.907 0.000 0.000 0.000 0.717 0.000 0.000

Cangahua 4265402.90 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Depósito aluvial 2197868.15 10944.14 0.000 0.000 0.498 0.000 0.000 0.000 0.091 0.000

Depósito coluvial 4418536.50 161168.44 0.000 0.000 3.648 0.000 0.000 0.000 0.669 0.000

Depósito glaciar 3758899.46 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Esquisto 18798991.42 28249.88 185170.93 0.150 0.000 0.985 0.000 0.028 0.000 0.181 0.000

Filita 1698689.82 92584.35 10978.17 5.450 0.000 0.646 0.000 1.000 0.000 0.119 0.000

Granito y gneis 7562377.87 48656.05 0.000 0.000 0.643 0.000 0.000 0.000 0.118 0.000

Lutita 12367787.46 292923.91 91826.72 23691.85 2.368 0.742 0.000 0.192 0.435 0.136 0.000 0.035

Pizarra 175014.88 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Volcanosedimento 470159.88 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Superficie acumulada de procesos/unidad (m2) Peso de la unidad en los procesos (% )Peso de la unidad en los procesos

(Normalizado/1)

31

Figura 11. Mapa litológico del TR2 del OCP.

32

Los pesos normalizados fueron analizados en la curva acumulativa (Figura 12),

observando que en los tramos de los puntos 1 a 9, 9 a 14, 14 a 16 y 16 a 19, la variación

de la pendiente es brusca, permitiendo determinar que los valores de ponderación para

la litología son: 0.1, 0.3, 0.7 y 1; que se encuentran plasmados como “Peso de la unidad

en los procesos /1”.

Figura 12. Curva acumulada de pesos normalizados para el factor litológico. Las líneas rojas indican los

cambios de pendiente de la curva.

Las ponderaciones finales, permitieron generar cuatro mapas de susceptibilidad parcial

del factor litológico. La mayor susceptibilidad litológica a movimientos rotacionales

está concentrada entre los KP’s 135 a 145 y 150 a 155 (Figura 13a); entre los KP’s 120

a 135 se observa el mayor valor de susceptibilidad a movimientos traslacionales (Figura

13b); la mayor susceptibilidad litológica a flujos de lodo y detritos se encuentra entre

los KP’s 135 a 145 y KP’s 170 a 180 (Figura 13c). Finalmente, la susceptibilidad a

movimientos de reptación de suelos y solifluxiones se presenta uniforme en toda la zona

de estudio, con el valor más bajo de los cuatro tipos de movimientos en masa (Figura

13d).

Unidad

Andesita

Arcillolita

Arenas y limos

Arenisca

Caliza

Cangahua

Depósito aluvial

Depósito coluvial

Depósito glaciar

Esquisto

Filita

Granito y gneis

Lutita

Pizarra

Volcanosedimento

Rotacional Traslacional

Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

0.1 0.1 0.1 0.1

0.3 0.7 0.1 0.1

0.1 0.1 0.3 0.1

0.3 0.1 0.1 0.1

0.1 0.7 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.7 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.3 0.1

1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.7 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

Peso de la unidad en los procesos / 1

33

a. b.

c. d.

Figura 13. Mapas de susceptibilidad litológica parcial, a) movimientos rotacionales, b) movimientos traslacionales, c) flujos de lodo y detritos, d) reptaciones y solifluxiones

(d). Las elipses azules muestran las áreas de mayor susceptibilidad.

34

4.1.2. Estructuras

El mapa de estructuras contiene 5 tipos de unidades cartográficas, definidas en función

de la anisotropía del macizo rocoso. Las clases de macizo rocoso son: masivo y con 1,

2, 3, 4 o más familias de discontinuidades, siempre tomando en cuenta que la resistencia

al cizallamiento es menor mientras mayor sea el grado de diaclasamiento. (Figura 14 –

Anexo 2.2).

Las condiciones estructurales más desfavorables (4 o más familias de discontinuidades)

pueden ser observadas en los KP’s 125, 195, 205 a 210 y 218. En el primer punto, el

diaclasamiento se encuentra sobre cuerpos de lutitas y arcillolitas; mientras que en las

otras tres secciones la litología predominante es andesitas.

Figura 14. Mapa estructural del TR2 del OCP. Se observa que en la zona de estudio predomina la

característica de 1 familia de discontinuidades, mientras que la de menor extensión es la de 4 o más

familias de discontinuidades.

A partir de la aplicación del método estadístico univariado a cada una de las estructuras

(Tabla 13 – Anexo 1.2), se definieron los pesos de cada unidad en los cuatro tipos de

FRM. Además se observa que la característica de mayor superficie es la que

corresponde a 1 familia de discontinuidades; y que a ella están asociados mayormente

movimientos traslacionales. Por otra parte la característica de menor área es la de 4 o

más familias de discontinuidades, a la que están relacionados únicamente movimientos

rotacionales.

35

Tabla 13.

Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor estructural.

Una vez normalizados los pesos de las superficies estructurales en relación a cada FRM,

se generó una curva acumulada de las ponderaciones, con el propósito de definir el

número de clases de susceptibilidad estructural, en función del cambio de pendiente de

la curva. El resultado obtenido es 4 clases con valores de: 0.1, 0.2, 0.5 y 1 (Figura 15).

Figura 15. Curva acumulada de pesos normalizados para el factor estructural. Las líneas rojas indican los

cambios de pendiente de la curva.

La susceptibilidad estructural parcial se plasmó en cuatro mapas de acuerdo al tipo de

movimiento en masa.

El mapa de susceptibilidad estructural a movimientos rotacionales (Figura 16a) presenta

la mayor probabilidad de ocurrencia de estos movimientos entre los KP’s: 112 a 117,

125 a 127, 135, 140 a 147, 157 a 165 y 185. La susceptibilidad estructural a

movimientos traslacionales se encuentra distribuida casi equitativamente en dos clases a

lo largo y ancho del área de estudio (Figura 16b). La mayor susceptibilidad a flujos de

lodo y detritos, se encuentra entre los KP’s 110 a 175 y esporádicamente en los KP’s

200 y 215 a 219 (Figura 16c). Los movimientos de reptación y solifluxión tienen baja

probabilidad de ocurrencia en el TR2, pero los registrados en el inventario se encuentran

sobre la característica de 3 familias de discontinuidades (Figura 16d).

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

Macizo rocoso

masivo30884590.06 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

1 familia de

discontinuidades41852763.18 86713.57 194864.18 71844.69 0.207 0.466 0.172 0.000 0.092 0.207 0.076 0.000

2 familias de

discontinuidades23468243.26 269030.88 121899.34 519546.48 1.146 0.519 2.214 0.000 0.511 0.231 0.986 0.000

3 familias de

discontinuidades17695438.76 397335.62 35593.03 292098.93 43930.83 2.245 0.201 1.651 0.248 1.000 0.090 0.735 0.111

4 o más familias de

discontinuidades9277973.24 88050.76 0.949 0.000 0.000 0.000 0.423 0.000 0.000 0.000


(Normalizado/1)

Unidad

Macizo rocoso

masivo

1 familia de

discontinuidades

2 familias de

discontinuidades

3 familias de

discontinuidades


discontinuidades


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.2 0.1 0.1

0.5 0.2 1 0.1

1 0.1 1 0.1

0.5 0.1 0.1 0.1


36

a. b.

c. d.

Figura 16. Mapa de susceptibilidad estructural parcial para: a) movimientos rotacionales, b) movimientos traslacionales, c) flujos de lodo y detritos, d) reptaciones y

solifluxiones. Las elipses de la primera imagen muestran las principales concentraciones de alta susceptibilidad a movimientos rotacionales. En el mapa de susceptibilidad

parcial a movimientos traslacionales se observa una distribución uniforme de las clases; mientras que en el de susceptibilidad a flujos de lodo y detritos hay mayor

acumulación de las condiciones desfavorables entre los KP’s 110 a 175.

37

4.1.3. Meteorización

Los atributos cartografiados en el mapa de meteorización se denominan: roca fresca,

débilmente meteorizada, moderadamente meteorizada, altamente meteorizada y

completamente meteorizada (Figura 17 – Anexo 2.3). A lo largo del TR2 se pueden

observar que la roca presenta meteorización débil a moderada; con una extensión de

5661.8 y 5262.36ha, respectivamente, constituyendo las superficies de mayor extensión.

Específicamente en los KP’s 113, 127 y 216, la roca se encuentra completamente

meteorizada, constituyendo un área de 137ha, desarrolladas sobre lutitas y sobre

andesitas.

Figura 17. Mapa de meteorización del TR2 del OCP. Se observan los atributos de roca débil y

moderadamente meteorizada abarcando gran parte del área de estudio; mientras que los atributos de roca

fresca y completamente meteorizada se encuentran en pequeñas áreas.

Los atributos fueron ponderados por medio del método estadístico univariado (Tabla 14

– Anexo 1.3). Con este proceso se evidenció la inexistencia de FRM sobre roca fresca.

En el área de roca débilmente meteorizada predominan los flujos de lodo y detritos con

53.99ha; mientras que en el área de roca moderadamente meteorizada, predominan los

movimientos rotacionales con 50.16ha. Las superficies de deslizamientos traslacionales

son las más abundantes sobre la roca altamente meteorizada, abarcando un área de

2.99ha. Por último, el sector con roca completamente meteorizada presenta únicamente

0.79ha de deslizamientos rotacionales.

38

Tabla 14.

Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor meteorización.

En base a la superficie definida, se definió el peso de las unidades en los cuatro tipos de

FRM, los que fueron normalizados y graficados en una curva acumulada (Figura 18).

En función de la variación de la pendiente, se definieron 5 clases de susceptibilidad con

valores de 0.1, 0.3, 0.5, 0.6 y 1.

Figura 18. Curva acumulada de pesos normalizados para las unidades cartográficas del factor

meteorización. Las líneas rojas indican los puntos de cambio de pendiente de la curva.

Las clases de susceptibilidad definidas se plasmaron en cuatro mapas. El mapa de

susceptibilidad parcial a movimientos rotacionales presenta áreas con el mayor valor de

susceptibilidad distribuidas a lo largo del TR2 (Figura 19a). La mayor susceptibilidad a

movimientos traslacionales tiene un valor de 0.5 y está distribuida en toda la zona de

estudio, con excepción de los tramos KP’s 120 a 125 y 207 a 217 (Figura 19b). La

mayor susceptibilidad a flujos de lodo y detritos tiene un valor de 1 y presenta áreas

pequeñas, que se observan en los KP’s 113, 127 y 216 (Figura 19c). Al igual que en los

factores litológico y estructural, la susceptibilidad a reptaciones y solifluxiones presenta

el menor valor (0.1) en toda la zona de estudio (Figura 19d).

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

Roca fresca 1937371.08 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Débilmente

meteorizado56618048.13 311468.14 54960.11 539881.21 9611.58 0.550 0.097 0.954 0.017 0.577 0.102 1.000 0.018

Moderadamente

meteorizado52623605.21 501641.04 269665.13 321917.94 34319.24 0.953 0.512 0.612 0.065 1.000 0.537 0.642 0.068

Altamente

meteorizado10629911.21 17009.25 29985.52 22091.97 0.160 0.282 0.208 0.000 0.168 0.296 0.218 0.000

Completamente

meteorizado1371054.48 7936.32 0.579 0.000 0.000 0.000 0.607 0.000 0.000 0.000


(Normalizado/1)

Unidad

Roca fresca

Débilmente

meteorizado

Moderadamente

meteorizado

Altamente

meteorizado

Completamente

meteorizado


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

0.1 0.1 0.1 0.1

0.6 0.1 1 0.1

1 0.5 0.6 0.1

0.3 0.3 0.3 0.1

0.6 0.1 0.1 0.1


39

a. b.

c. d.

Figura 19. Mapa de susceptibilidad parcial por meteorización para movimientos rotacionales (a), traslacionales (b), flujos de lodo y detritos (c), reptaciones y solifluxiones

(d). Las elipses de la figura c. indican las zonas de mayor susceptibilidad de este mapa.

40

4.1.4. Pendiente del terreno

El área de estudio presenta pendientes desde los 0° a los 85°. Este rango se dividió en

cinco clases (Tabla 15) en base a la metodología de rupturas naturales de Jenks.

Tabla 15.

Clases de pendiente del terreno.

CLASE RANGO DE PENDIENTE

1 < 11°

2 11 – 22°

3 22 – 34°

4 34 – 47°

5 > 47°

La simbología para las cinco clases se ha establecido en la gama de verde a rojo, desde

las pendientes más suaves a las más abruptas, como se muestra en la Figura 20 – Anexo

2.4. Las pendientes más suaves (<11°) se encuentran entre los KP’s 142 a 146, cercanos

al poblado de San Francisco de Borja; al sureste de Cuyuja, entre los KP’s 167 a 172 y

cercanos a Yaruquí entre los KP’s 216 a 220 y 224 a 225. Por otra parte, las pendientes

más abruptas (>47°), se ubican principalmente al oeste de Baeza entre los KP’s 157 a

160, asociadas a los flancos de flujos de lava y a las laderas bajas de las elevaciones

cercanas; además al noroeste de Cuyuja, entre los KP’s 175 a 188, asociadas a las

laderas bajas de las elevaciones adyacentes. Las pendientes moderadas se observan

principalmente al oeste y suroeste de El Chaco.

Figura 20. Mapa de pendientes del TR2 del OCP

41

Las cinco clases de pendientes definidas fueron consideradas como unidades

cartográficas en la aplicación del método estadístico univariado (Tabla 16 – Anexo 1.4);

donde se evidencia que las pendientes <11° ocupan la mayor superficie en el área de

estudio (3790.9ha). Las pendientes entre 11 y 22° ocupan una extensión de 3126.21ha;

mientras que la menor superficie corresponde a las pendientes >47°. Los FRM

analizados están presentes en las cinco clases definidas; siendo los movimientos

rotacionales y los flujos de lodo y detritos los que abarcan mayor área en cada una de

ellas.

Tabla 16.

Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor pendientes.

Como resultado de la aplicación del método se definieron los niveles de susceptibilidad

parcial para el factor pendiente, con valores de 0.2, 0.4, 0.6, 0.9 y 1; delimitados en la

curva acumulada de pesos normalizados (Figura 21). Dichos valores se encuentran

plasmados en los mapas de susceptibilidad parcial (movimientos rotacionales,

traslacionales, flujos y reptaciones y solifluxiones).

Figura 21. Curva acumulada de pesos normalizados para las unidades cartográficas del factor pendientes.

Las líneas rojas indican los puntos de cambio de pendiente de la curva.

El mapa de susceptibilidad parcial a movimientos rotacionales presenta los cinco

niveles de susceptibilidad, sin embargo, existe un predominio de los tres valores

mayores (0.6, 0.9, 1), a excepción de los tramos de los KP’s 140 a 155 y 160 a 172,

Unidad

(°)

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

< 11 37908973.79 126893.22 64287.50 206054.51 18294.31 0.335 0.170 0.544 0.048 0.368 0.186 0.597 0.053

11 - 22 31262114.59 284540.67 174121.01 275615.29 0.910 0.557 0.882 0.000 1.000 0.612 0.969 0.000

22 - 34 27172452.62 232017.99 84105.90 166218.40 0.854 0.310 0.612 0.000 0.938 0.340 0.672 0.000

34 - 47 20710510.19 104472.08 18543.74 61097.55 0.504 0.090 0.295 0.000 0.554 0.098 0.324 0.000

> 47 7860039.17 13358.70 0.170 0.000 0.000 0.000 0.187 0.000 0.000 0.000


(Normalizado/1)

Unidad

(°)

< 11

11 - 22

22 - 34

34 - 47

> 47


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

0.4 0.2 0.6 0.2

1 0.6 1 0.2

0.9 0.4 0.9 0.2

0.6 0.2 0.4 0.2

0.2 0.2 0.2 0.2


42

donde predomina el valor 0.4 (Figura 22a). El mapa de susceptibilidad a movimientos

traslacionales de este factor presenta los tres niveles más bajos de susceptibilidad (0.2,

0.4, 0.6), el valor de 0.2 se extiende principalmente entre los KP’s 110 a 115, 140 a 155,

160 a 190; el valor de 0.6 y 0.4 se desarrolla entre los KP’s 115 a 130 y 215 a 225

(Figura 22b). El mapa de susceptibilidad a flujos de lodo y detritos muestra mayor

probabilidad de ocurrencia en las áreas comprendidas entre los KP’s 112 a 143 y 195 a

200 (Figura 22c). Los movimientos de reptación y solifluxión exhiben la más baja

probabilidad de ocurrencia, que es uniforme en todo el TR2 con el valor de 0.2 (Figura

22d).

43

a. b.

c. d.

Figura 22. Mapa de susceptibilidad parcial por pendientes para movimientos rotacionales (a), traslacionales (b), flujos de lodo y detritos (c), reptaciones y solifluxiones (d).

44

4.1.5. Infiltración de lluvia en el suelo

Para determinar el factor infiltración se evaluaron dos temas principales que son: el tipo

y uso de suelo, con el propósito de obtener el parámetro N (número de escurrimiento);

el cual es corregido posteriormente en base a la cantidad de lluvia acumulada en los

cinco días precedentes al día de la tormenta.

Tipo de suelo

El mapa de tipo de suelo (Figura 23), fue elaborado en base a la información de

sondajes realizados en diversos puntos del TR2; la información de los análisis fue

clasificada en tres tipos de suelo, según las características definidas en la metodología

del número de escurrimiento. El tipo de suelo con mayor superficie dentro del TR2

constituye las arenas finas y limos (B), seguido por arenas muy finas, limos y suelos con

arcilla (C), y finalmente los suelos arenosos con poco limo y arcilla (A). La mayor

densidad de deslizamientos se encuentra entre los KP’s 115 a 165, aproximadamente

entre el extremo este de la zona de estudio y el poblado de Cuyuja, área en la que

predomina el tipo de suelo C.

Figura 23. Mapa de tipo de suelos en el TR2 del OCP. Los tipos de suelo se han definido en base a la

metodología del Número de escurrimiento.

Uso de suelo

El mapa de uso de suelo del área de estudio (Figura 24), fue elaborado por medio de la

clasificación supervisada de imágenes LIDAR. Los atributos a cartografiar se definieron

45

en base a la metodología del número de escurrimiento, asociados principalmente al tipo

y densidad de vegetación. En comparación con las áreas deslizadas, se puede mencionar

que estas ocurren con mayor frecuencia en superficies con baja densidad de vegetación,

como bosques naturales ralos y muy ralos.

Figura 24. Mapa de uso y cobertura del suelo en el TR2 del OCP. Se hacen uso de los términos definidos

en la metodología del Número de escurrimiento.

Tormentas

Los valores de tormenta se determinaron en cada una de las estaciones meteorológicas

de OCP (Tabla 17), a partir de la revisión de los registros pluviométricos diarios de las

mismas. Además, se contabilizó la precipitación de los cinco días precedentes al día de

tormenta elegido.

Tabla 17.

Valores de tormentas y precipitación precedente a las mismas, registrados en las estaciones

meteorológicas del TR2 de OCP.

ESTACIÓN PRECIPITACIÓN

TORMENTA (mm/día)

PRECIPITACIÓN

PRECEDENTE (5 días)

CORRECCIÓN

XV20006 69 23 A

Sardinas-PS3 80 2 A

Páramo-PS4 55 41 -

XV20010 36 7 A

Los valores de tormenta se generalizaron por medio del método geométrico de

polígonos de Thiessen, obteniendo cuatro áreas (Figura 25). La mayor superficie

46

corresponde al valor de tormenta de 55mm de la estación PS4-Páramo; mientras que la

superficie más pequeña pertenece al valor de 36mm de la estación XV 20010.

Considerando que la mayor ocurrencia de FRM se genera entre los KP’s 115 a 165, se

puede observar que en el área se produce las tormenta más fuertes (69 mm perteneciente

a la estación XV 20006, y 80 mm de la estación PS3-Sardinas).

Figura 25. Distribución de valores de tormenta en el TR2 del OCP.

A partir de la información detallada se obtuvieron valores de infiltración desde 0 a

80mm, que fueron agrupados en cinco clases en base a las rupturas naturales de Jenks

(Figura 26 – Anexo 2.5). La infiltración más baja, pertenece a la primera clase (<34.0

mm) ubicada en los 10km finales del TR2 (KP 215 a 225); este rango de infiltración se

encuentran influenciados por la tormenta más baja de las cuatro consideradas (36mm); a

esto se suma el uso de suelo de bosque natural normal, cultivos en surcos rectos y

pastizales, desarrollado sobre suelo predominantemente arenoso fino y limoso. Por otra

parte, los mayores valores de infiltración pertenecientes a las dos clases más altas, se

observan desde el KP 110 hasta el KP 165; áreas en las que predominan los bosques

naturales ralos y muy ralos, en suelo de arenas muy finas, limos y arcillas, influenciados

por las tormentas más fuertes.

47

Figura 26. Mapa de infiltración de lluvia en el suelo para el TR2 del OCP.

48

Las cinco clases definidas fueron empleadas en el método estadístico univariado (Tabla

18 – Anexo 1.5), donde se evidenció que la clase de infiltración media (47.3 – 58.8

mm), entre el KP 165 al 207, es la de mayor extensión (4275.08ha); sobre ella

predominan los flujos de lodo y detritos (59. 92ha), seguida por 10.22ha de

movimientos rotacionales. La segunda mayor superficie corresponde a la clase de 58.9 –

69.2 mm de infiltración, que se observa principalmente entre los KP’s 110 a 130, en esta

área predominan los movimientos rotacionales (46.27ha) y los movimientos

traslacionales (33.98ha). El sector de mayor infiltración (>69.2 mm) abarca una

superficie de 2994.53ha, desde el KP 130 a 165, en ella son abundantes los movimientos

rotacionales (20.76ha) y los flujos de lodo y detritos (18.04ha). Cabe recalcar que los

movimientos de reptación y solifluxión, al igual que los movimientos traslacionales,

están presentes únicamente en los dos sectores de mayor infiltración, aunque con

superficies menores en relación a los demás tipos de FRM analizados.

Tabla 18.

Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor infiltración de lluvia.

A partir de las áreas determinadas se calculó la ponderación de cada unidad

cartografiada en la generación de los cuatro tipos de FRM, pesos que fueron

posteriormente normalizados y plasmados en la curva acumulada (Figura 27), donde se

definieron 5 niveles de susceptibilidad con valores de 0.1, 0.2, 0.5, 0.7 y 1; en base a la

variación de la pendiente de la curva.

Figura 27. Curva acumulada de pesos normalizados para las unidades cartográficas del factor infiltración

de lluvia. Las líneas rojas indican los puntos de cambio de pendiente de la curva.

Unidad

(mm)

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

< 34.0 8827154.46 31997.00 14105.14 0.362 0.000 0.160 0.000 0.202 0.000 0.089 0.000

34.0 - 47.2 20928832.30 20150.20 89438.81 0.096 0.000 0.427 0.000 0.054 0.000 0.238 0.000

47.3 - 58.8 42750782.72 102150.83 549164.55 0.239 0.000 1.285 0.000 0.133 0.000 0.714 0.000

58.9 - 69.2 25732336.61 462777.26 339829.26 10978.17 22257.80 1.798 1.321 0.043 0.086 1.000 0.734 0.024 0.048

> 69.2 24945277.51 207598.43 13563.90 180438.41 16450.78 0.832 0.054 0.723 0.066 0.463 0.030 0.402 0.037


(Normalizado/1)

Unidad

(mm)

< 34.0

34.0 - 47.2

47.3 - 58.8

58.9 - 69.2

> 69.2


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

0.2 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.2 0.1

0.1 0.1 0.7 0.1

1 0.7 0.1 0.1

0.5 0.1 0.5 0.1


49

Las ponderaciones finales permitieron generar cuatro mapas de susceptibilidad parcial

para el factor infiltración. Los mapas de movimientos rotacionales (Figura 28a) y

traslacionales (Figura 28b), presentan el mayor nivel de susceptibilidad entre los KP’s

110 a 130, 135 a 140 y 145 a 155. Los flujos de lodo y detritos presentan mayor

probabilidad de ocurrencia entre los KP’s 165 a 185, 190 a 207, y en menor extensión

en los KP’s 133, 145 y 153 (Figura 28c). La probabilidad de ocurrencia de reptaciones y

solifluxiones es baja y uniforme en toda la zona de estudio (Figura 28d).

50

a. b.

c. d.

Figura 28. Mapa de susceptibilidad parcial por infiltración de lluvia en el suelo para movimientos rotacionales (a), traslacionales (b), flujos de lodo y detritos (c), reptaciones y

solifluxiones (d).

51

4.1.6. Precipitación

Los valores de precipitación máxima en 24 horas considerados en la elaboración del

mapa del factor precipitación se detallan en la Tabla 19.

Tabla 19.

Valores de precipitación máxima en 24 horas para las estaciones meteorológicas del TR2 del OCP.

ESTACIÓN PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24h (mm/día)

XV20006 69

Sardinas-PS3 80

Páramo-PS4 55

XV20010 36

La precipitación fue interpolada y delimitada en cinco rangos (Figura 29– Anexo 2.6),

de acuerdo con las rupturas naturales de Jenks. La zona de mayor precipitación en 24

horas (71.4 – 80 mm) se extiende desde el KP 130 al 160. El área correspondiente al

rango de precipitación intermedio (53.4 – 62.1 mm), se observa entre los KP’s 170 a

200. La región de baja precipitación (36 – 45.7 mm) se extiende a lo largo de los

últimos 17 km del TR2 (KP 208 a 225).

Figura 29. Mapa de precipitación máxima en 24 horas para el TR2 del OCP.

Las 5 zonas definidas constituyen las unidades cartográficas en la aplicación del método

estadístico univariado (Tabla 20– Anexo 1.6). Los flujos de lodo y detritos abarcan la

mayor superficie (37.95ha) dentro de la región de 53.4 – 62.1 mm de precipitación. Los

movimientos rotacionales constituyen la mayor área deslizada (42.71ha) en la zona de

52

71.4 a 80.0 mm de precipitación; de la misma manera estos FRM abarcan la mayor

superficie (35.28ha) en la zona de 62.1 a 71.4 mm de precipitación. Cabe recalcar que

únicamente las zonas con mayor precipitación presentan movimientos de reptación y

solifluxión.

Tabla 20.

Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor precipitación.

Los pesos fueron normalizados y graficados en la curva acumulada (Figura 30), donde

se determinaron cuatro niveles de susceptibilidad parcial para el factor precipitación

(0.1, 0.3, 0.7 y 1).

Figura 30. Curva acumulada de pesos normalizados para las unidades cartográficas del factor

precipitación. Las líneas rojas indican los puntos de cambio de pendiente de la curva.

Los cuatro niveles de susceptibilidad determinados, se plasmaron en los mapas de

susceptibilidad parcial para cada tipo de FRM evaluado. La mayor probabilidad de

ocurrencia de movimientos rotacionales se encuentra entre los KP’s 110 a 170 (Figura

31a). La mayor susceptibilidad a movimientos traslacionales se observa entre los KP’s

110 a 130 y 162 a 170 (Figura 31b). En el caso de los flujos de lodo, la mayor

susceptibilidad se observa entre los KP’s 110 a 130 y 162 a 200 (Figura 31c); mientras

que los movimientos de reptación y solifluxión presentan el nivel más bajo de

susceptibilidad (0.1) en toda la zona (Figura 31d).

Unidad

(mm)

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

36.0 - 45.7 17980782.44 52147.20 6138.18 0.290 0.000 0.034 0.000 0.212 0.000 0.025 0.000

45.7 - 53.4 8775806.40 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

53.4 - 62.1 38961389.07 9503.15 379531.83 0.024 0.000 0.974 0.000 0.018 0.000 0.712 0.000

62.1 - 71.4 28053673.54 352808.90 250796.96 311335.52 23691.85 1.258 0.894 1.110 0.084 0.919 0.654 0.811 0.062

71.4 - 80.0 31222018.36 427094.67 107949.86 194202.72 20238.98 1.368 0.346 0.622 0.065 1.000 0.253 0.455 0.047


(Normalizado/1)

Unidad

(mm)

36.0 - 45.7

45.7 - 53.4

53.4 - 62.1

62.1 - 71.4

71.4 - 80.0


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

0.3 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 1 0.1

1 0.7 1 0.1

1 0.3 0.7 0.1


53

a. b.

c. d.

Figura 31. Mapa de susceptibilidad parcial por precipitación para movimientos rotacionales (a), traslacionales (b), flujos de lodo y detritos (c), reptaciones y solifluxiones (d).

54

4.1.7. Sismicidad

El mapa del factor sismicidad consta de tres zonas con valores de aceleración sísmica de

0.31, 0.33 y 0.34, definidos a partir de los valores adoptados para los distintos KP’s

como parámetros de diseño, durante la fase de construcción de OCP (Tabla 21)

Tabla 21.

Zonas sísmicas definidas para el TR2 del OCP.

KP INICIO KP FIN ACELERACIÓN MÍNIMA ZONA

100.61 129.68 0.33 Este

129.68 149.01 0.34 Centro

149.01 154.11 0.31

Oeste

154.11 188.77 0.31

188.77 217.17 0.31

217.17 241.89 0.31

Las zonas definidas se encuentran representadas en el mapa índice del factor sismicidad

(Figura 32 – Anexo 2.7). La zona de menor aceleración (0.31), abarca el área entre el

KP 149 al 225; en esta zona se encuentran tres litologías: andesitas, esquistos,

granitos/gneis, y en áreas menores se observan depósitos de cangahua. La zona centro

presenta la mayor aceleración sísmica (0.34), abarca el área entre el KP’s 129 a 149, en

la que se encuentran en mayor medida litologías de origen sedimentario como: lutitas,

arcillolitas, calizas, arenas y limos y filitas. Finalmente, la zona oriental (KP 110 a 129)

tiene el valor medio de aceleración (0.33); en ella se pueden encontrar lutitas,

arcillolitas, areniscas, etc.

Figura 32. Mapa de aceleración sísmica para el TR2 del OCP.

55

El método estadístico univariado no fue aplicado a este factor, debido a que se consideró

la aceleración sísmica menos favorable para el análisis de estabilidad de taludes y

laderas para las tres áreas. Por tanto, la cartografía utilizada en el proceso de álgebra de

mapas es la misma y máxima para los cuatro tipos de movimientos. (Figura 33).

Figura 33. Mapa de susceptibilidad por sismicidad para movimientos rotacionales, traslacionales, flujos

de lodo y detritos, y reptaciones y solifluxiones.

4.1.8. Construcción civil / Actividad humana

El mapa de construcción civil y actividad humana ha sido agrupado en 15 unidades

(Figura 34 – Anexo 2.8), cartografiadas como zonas de arado, pastoreo, canteras, vías,

edificios o viviendas, zonas deforestadas, embalses, invernaderos, zonas no

intervenidas, entre otras.

Las zonas no intervenidas abarcan la mayor extensión, se las puede observar en todo el

TR2, a excepción del último kilómetro del área de estudio. Las zonas de pastoreo están

presentes entre los KP’s 210 y 220. La unidad de arado en zonas agrícolas se observa

esporádicamente desde el KP 210 hasta 225; las vías y caminos cartografiados hacen

referencia a rutas primarias de transporte, que comunican a los poblados principales que

han sido cartografiados en el mapa como viviendas; entre los que se pueden observar a

las localidades de San Francisco de Borja y El Chaco.

56

Figura 34. Mapa de construcción civil / actividad humana del TR2 del OCP.

57

La relación entre las unidades cartográficas y el tipo de FRM en el proceso del método

estadístico univariado (Tabla 22 – Anexo 1.7), permitió obtener la ponderación de cada

una de las unidades. Cabe recalcar que apenas 6 de las 15 unidades consideradas de este

factor en el mapa, presentan algún tipo de FRM.

La unidad de arado en zonas agrícolas (444.2ha) presenta una predominancia de

movimientos rotacionales (2.02ha); las áreas con deforestación (178.1ha) tienen mayor

superficie deslizada por movimientos traslacionales (4.83ha); la unidad de edificios o

viviendas de gran magnitud (22.91ha) presenta únicamente áreas de flujos de lodo y

detritos (3.32ha). Así mismo, la unidad de taludes modificados, presenta únicamente

5.16ha de movimientos rotacionales. La unidad de vías y senderos (365.31ha) presenta

mayor superficie deslizada de flujos de lodo y detritos (1.44ha); y las zonas no

intervenidas abarcan la mayor superficie (10521.1ha), en ella se observan los cuatro

tipos de FRM analizados, donde los flujos de lodo y detritos abarcan la mayor extensión

(82.14ha).

Tabla 22.

Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor construcción civil / actividad humana.

Las ponderaciones iniciales obtenidas fueron normalizadas y graficadas en la curva

acumulada (Figura 35), donde se definió cuatro niveles de susceptibilidad por medio de

las variaciones de pendiente de la curva. Se puede observar que la primera variación de

la pendiente (0.1) abarca más del 70% de los datos graficados, razón por la cual, los

siguientes puntos de inflexión se presentan de manera continua.

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación

y

solifluxión


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación

y

solifluxión


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación

y

solifluxión

Arado en zona agrícola 4442008.91 20150.20 6138.18 0.454 0.000 0.138 0.000 0.031 0.000 0.010 0.000

Cantera 1080168.51 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Captación de agua 18805.04 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Corral 3251.38 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Deforestación 1781011.07 48303.63 11307.50 0.000 2.712 0.635 0.000 0.000 0.187 0.044 0.000

Edificio/vivienda 229135.59 33222.69 0.000 0.000 14.499 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000

Embalse/presa 121526.52 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Invernadero 61449.23 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Pastoreo en zona ganadera 6093188.39 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Piscina 15488.01 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Talud modificado 458948.24 51601.46 11.243 0.000 0.000 0.000 0.775 0.000 0.000 0.000

Torre eléctrica 3278.18 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Vía/sendero, vivienda 3653066.07 10520.05 14444.89 0.288 0.000 0.395 0.000 0.020 0.000 0.027 0.000

Zona no intervenida 105210945.87 753044.62 310443.19 821377.94 43832.56 0.716 0.295 0.781 0.042 0.049 0.020 0.054 0.003

Superficie acumulada de procesos/unidad

(m2)Peso de la unidad en los procesos (% )

Peso de la unidad en los procesos

(Normalizado/1)

58

Figura 35. Curva acumulada de pesos normalizados para el factor construcción civil / actividad humana.

Las líneas rojas indican los cambios de pendiente de la curva.

El peso final de las unidades se encuentra expresado en cuatro mapas de susceptibilidad

parcial para el factor construcción civil / actividad humana. El mapa de susceptibilidad a

movimientos rotacionales contiene dos de los cuatro niveles de susceptibilidad, el

mayor corresponde al valor de 0.8 y se observa en áreas muy pequeñas en los KP’s 138

y 170 a 173 (Figura 36a). De la misma forma, el mapa de susceptibilidad a movimientos

traslacionales presenta dos niveles de susceptibilidad, siendo el mayor 0.2, distribuido

en áreas muy pequeñas (específicamente en los KP’s 118 a 125, 126 a 131, 159 a 162,

176 a 182 y 190) (Figura 36b). La mayor susceptibilidad a flujos de lodo y detritos (1)

se concentra únicamente entre el KP 110 a 112 (Figura 36c). Las reptaciones y

solifluxiones presentan una probabilidad de ocurrencia de 0.1 en toda la zona, siendo

este valor el más bajo del rango (Figura 36d).

Unidad

Arado en zona agrícola

Cantera

Captación de agua

Corral

Deforestación

Edificio/vivienda

Embalse/presa

Invernadero

Pastoreo en zona ganadera

Piscina

Talud modificado

Torre eléctrica

Vía/sendero, vivienda

Zona no intervenida


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación

y

solifluxión

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.2 0.1 0.1

0.1 0.1 1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.8 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1


59

a. b.

c. d.

Figura 36. Mapa de susceptibilidad parcial por construcción civil / actividad humana para: a) movimientos rotacionales, b) traslacionales, c) flujos de lodo y detritos,

reptaciones y solifluxiones. Las elipses azules muestran las zonas en que se existe la mayor probabilidad de ocurrencia de movimientos en masa.

60

4.1.9. Cultivos / Vegetación en laderas

El mapa correspondiente al factor cultivos y vegetación en laderas se encuentra

caracterizado por el tipo de cobertura vegetal predominante en las distintas áreas,

pudiendo ser esta: arbórea, arbórea/arbustiva, arbustiva/herbácea, herbácea, pasto o

suelo desnudo, como se muestra en la Figura 37 – Anexo 2.9. Se puede observar zonas

con predominio de algunos tipos de vegetación, como en el caso del KP 155 a 190 en el

que abunda la vegetación arbórea/arbustiva; o entre los KP’s 200 a 225, donde es

importante la presencia de vegetación herbácea.

Figura 37. Mapa de cultivos y vegetación en laderas del TR2 del OCP.

Las seis unidades fueron ponderadas por medio del método estadístico univariado

(Tabla 23 – Anexo 1.8). Las áreas con vegetación arbórea (19.32ha) no presentan

ningún tipo de movimiento en masa; la unidad con mayor superficie (5094. 26ha)

corresponde a la vegetación arbórea/arbustiva, donde se presenta 30.93ha de flujos de

lodo y detritos. La vegetación arbustiva/herbácea abarca la segunda mayor superficie

(2792.61ha), dentro de la cual el tipo de FRM más abundante son los flujos de lodo y

detritos (33.67ha). Las áreas de suelo desnudo contempla una superficie de 453.27ha

presentando la mayor ponderación en cuanto a flujos de lodo y detritos (6.67ha). La

vegetación tipo pasto (2239.25ha) alcanza la mayor ponderación para movimientos

rotacionales y traslacionales, con áreas deslizadas de 27.93 y 24.17ha, respectivamente.

61

Tabla 23.

Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor cultivos / vegetación en laderas.

A partir de los pesos normalizados obtenidos con el método estadístico univariado, se

elaboró la curva acumulada (Figura 38), definiendo cinco clases (0.1, 0.3, 0.7, 0.8 y 1);

plasmados en mapas de susceptibilidad parcial por cultivos y vegetación en laderas.

Figura 38. Curva acumulada de pesos normalizados para las unidades cartográficas del factor cultivos /

vegetación en laderas. Las líneas rojas indican los puntos de cambio de pendiente de la curva.

Los cuatro mapas obtenidos presentan niveles de susceptibilidad distintos. El mapa de

susceptibilidad a movimientos rotacionales (Figura 39a) presenta varias áreas con el

mayor nivel de susceptibilidad (1), principalmente entre los KP’s 112 a 175; y menos

frecuentes entre los KP’s 190 a 200, 210 y 225. El mapa de susceptibilidad a

movimientos traslacionales (Figura 39b) presenta dos niveles de susceptibilidad (0.1 y

0.7); donde las áreas con el valor de 0.7 están distribuidas uniformemente entre los KP’s

118 a 175, y se observan más localmente entre los KP’s 190 a 198. El mapa de

susceptibilidad a flujos de lodo y detritos presenta cinco áreas pequeñas de alta

susceptibilidad, ubicadas en los KP’s 110, 133, 145, 191 y 225 (Figura 39c). El mapa de

susceptibilidad a reptaciones y solifluxiones presenta el valor más bajo de

susceptibilidad (0.1) en todo el TR2 (Figura 39d).

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

Arbórea 193197.04 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Arbórea, arbustiva 50942602.18 246608.37 87329.07 309307.13 0.484 0.171 0.607 0.000 0.329 0.116 0.412 0.000

Arbustiva, herbácea 27926078.46 235420.69 26739.38 336678.65 0.843 0.096 1.206 0.000 0.573 0.065 0.819 0.000

Herbácea 17227219.91 20150.20 10863.65 0.117 0.000 0.063 0.000 0.079 0.000 0.043 0.000

Pasto 22392522.20 279266.18 241662.77 159684.73 38708.58 1.247 1.079 0.713 0.173 0.847 0.733 0.484 0.117

Suelo desnudo 4532705.96 52437.64 66727.09 1.157 0.000 1.472 0.000 0.786 0.000 1.000 0.000


(Normalizado/1)

Unidad

Arbórea

Arbórea, arbustiva

Arbustiva, herbácea

Herbácea

Pasto

Suelo desnudo


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

0.1 0.1 0.1 0.1

0.3 0.1 0.7 0.1

0.7 0.1 0.8 0.1

0.1 0.1 0.1 0.1

1 0.7 0.7 0.1

0.8 0.1 1 0.1


62

a. b.

c. d.

Figura 39. Mapa de susceptibilidad parcial por cultivos / vegetación en laderas para movimientos rotacionales (a), traslacionales (b), flujos de lodo y detritos (c), reptaciones y

solifluxiones (d). Las elipses de la imagen c. muestran las áreas de mayor susceptibilidad a FRM del tipo flujos de lodo y detritos.

63

4.2. Ponderación de factores mediante la metodología de Saaty

La metodología de ponderación de Saaty se aplicó de acuerdo a los tres niveles de

jerarquía definidos para el presente estudio. La matriz de comparación en pares para el

primer nivel de jerarquía (Tabla 24) que involucra a los factores condicionantes y

detonantes, resultó consistente, con λ de 2.00 y RC de 0.00 (<0.10), considerándose que

la ponderación es acorde para el cumplimiento del objetivo del proyecto.

Tabla 24.

Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto al problema.

F. condicionantes F. detonantes Wi Ti λ CI RCI RC

F. condicionantes 1 1/2 0.71 0.33 1.00

0.00 0.00 0.00 F. detonantes 2 1 1.41 0.67 1.00

3 1 1/2 2.12 1.00 2.00

La primera matriz para el segundo nivel de jerarquía incluye a los factores: geología,

pendientes e infiltración (factores condicionantes), la matriz es consistente, con λ de

3.00 y RC de 0.00 (Tabla 25).

Tabla 25.

Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto a los factores condicionantes.

Geología Pendiente Infiltración Wi Ti λ CI RCI RC

Geología 1 1/4 1/2 0.50 0.14 1.00

0.00 0.58 0.00 Pendiente 4 1 2 2.00 0.57 1.00

Infiltración 2 1/2 1 1.00 0.29 1.00

7 1 3/4 3 1/2 3.50 1.00 3.00

La segunda matriz de comparación en pares para el segundo nivel de jerarquía incluye

los factores: precipitación, agentes antrópicos y aceleración sísmica (factores

detonantes); la matriz es consistente, con el valor calculado de 3.00 para λ y 0.0 para

RC (Tabla 26).

Tabla 26.

Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto a los factores detonantes.

Precipitación A. Antrópica A. Sísmica Wi Ti λ CI RCI RC

Precipitación 1 3 6 2.62 0.67 1.00

0.00 0.58 0.00 A. Antrópica 1/3 1 2 0.87 0.22 1.00

A. Sísmica 1/6 1/2 1 0.44 0.11 1.00

1 1/2 4 1/2 9 3.93 1.00 3.00

64

Para el tercer y último nivel de jerarquía se realizaron dos matrices de comparación en

pares. La primera involucra los parámetros: litología, meteorización y estructuras,

pertenecientes a los factores geológicos; la matriz resultó consistente; con λ= 3.07 y RC

de 0.06 (Tabla 27).

Tabla 27.

Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto al factor geológico.

Litología Meteorizac Estructuras Wi Ti λ CI RCI RC

Litología 1 3 4 2.29 0.61 0.97

0.04 0.58 0.06 Meteorizac. 1/3 1 3 1.00 0.27 1.16

Estructuras 1/4 1/3 1 0.44 0.12 0.94

1 4/7 4 1/3 8 3.73 1.00 3.07

La segunda matriz contiene los parámetros: construcción civil/actividad humana

(CCAH) y cultivos/vegetación en laderas (CVL), que corresponden a los agentes

antrópicos. La matriz es consistente, tiene un valor λ= 2.00 y RC de 0.00 (Tabla 28).

Tabla 28.

Matriz de comparación en pares de los criterios con respecto al factor agentes antrópicos.

CCAH CVL Wi Ti λ CI RCI RC

CCAH 1 1/4 0.5 0.20 1.00

0.00 0.00 0.00 CVL 4 1 2 0.80 1.00

5 1 1/4 2.5 1.00 2.00

Una vez realizado todo el proceso matricial aplicando la Metodología de Jerarquización

Analítica de Saaty, se define el nuevo algoritmo matemático para el cálculo de

susceptibilidad a FRM en el TR2 del OCP, dado por la expresión:

El algoritmo de susceptibilidad se utilizó en el proceso de álgebra de mapas, el cual

integró los mapas de susceptibilidad parcial generados previamente mediante el método

estadístico univariado.

Como resultado se obtuvieron cuatro mapas de susceptibilidad, uno por cada tipo de

FRM evaluado; donde el máximo valor de susceptibilidad esperado es 1. Los cuatro

65

mapas se sumaron para obtener el mapa de susceptibilidad total del TR2 del OCP

(Anexo 2.10); el máximo valor que se puede alcanzar es 4. Este mapa se clasificó en

cinco rangos de susceptibilidad (Tabla 29), que fueron definidos por medio de la

validación del modelo, considerando el 60% de los FRM que no se tomaron en cuenta

en el proceso del método estadístico univariado, por presentar un área menor a las 0.5ha

(unidad mínima cartografiable a escala 1:20000).

Tabla 29.

Niveles de susceptibilidad a FRM a lo largo de la ruta de OCP en el TR2.

NIVEL DE

SUSCEPTIBILIDAD

PROBABILIDAD

DE FALLA

RANGOS DE

SUSCEPTIBILIDAD

SIMBOLOGÍA

ASIGNADA

Muy baja Improbable 0.75 – 1.1

Baja Poco probable 1.1 – 1.3

Media Probable 1.3 – 2.0

Alta Muy Probable 2.0 – 2.4

Muy alta Inminente 2.4 – 2.65

66

5. DISCUSIÓN E INTERPRETACIÓN

El mapa de susceptibilidad obtenido de la aplicación del algoritmo de cálculo, presenta

cuatro zonas principales, cuyos niveles de susceptibilidad a fenómenos de remoción en

masa se analiza a continuación:

La primera zona abarca el área entre los KP’s 110 a 130; aquí se encuentran distribuidos

56 de los 168 movimientos mapeados en el inventario de FRM. El nivel de

susceptibilidad predominante es alto a muy alto. La validación del modelo de

susceptibilidad en relación al inventario de FRM coincide con los fenómenos

registrados en las zonas de susceptibilidad alta y muy alta. El factor de mayor influencia

en tramo es la precipitación y en menor grado las condiciones de infiltración, pendiente

del terreno y cultivos/vegetación en laderas.

La segunda zona se extiende desde el KP 130 a 170, en donde predomina el nivel de

susceptibilidad medio a alto. La generación de FRM de esta zona está fuertemente

influenciada por los factores de precipitación, infiltración, litología y

cultivos/vegetación en laderas, pues el tramo en cuestión presenta algunas de las

características más desfavorables para la estabilidad de taludes. Varias de las áreas que

presentan susceptibilidad alta a la ocurrencia de FRM, y han adoptado la geometría de

las zonas con vegetación de tipo pasto, que en combinación con la elevada capacidad de

infiltración. El caso puntual de los sucesivos movimientos en masa que experimenta el

DDV en el sector del KP 138, es la evidencia de las complicaciones que ocasiona la

combinación de los factores mencionados previamente, pues en este sector se pueden

observar extensas áreas de vegetación tipo pasto y de suelo desnudo; además, la

capacidad de infiltración alcanza los niveles más altos definidos en el presente proyecto.

La zona tres se extiende desde el KP 170 al 198; definida por un nivel de

susceptibilidad medio en el 87% del tramo evaluado. En esta zona se desarrollan 16

movimientos en masa registrados en el inventario de deslizamientos. El 13% restante se

define como una zona de susceptibilidad baja, en el que se desarrollan dos FRM. El

nivel de susceptibilidad bajo es producto de la combinación de la buena calidad del

macizo rocoso, baja meteorización y pobre presencia de discontinuidades; además la

precipitación e infiltración es media a baja. La mayor densidad de FRM en esta zona

corresponde a flujos de lodo y detritos, que por su naturaleza se catalogan como

67

movimientos canalizados y se localizan en el valle del río Quijos. Las condiciones del

sector (precipitación máxima diaria, infiltración de lluvia en el suelo, cultivos y

vegetación en laderas), presentan características moderadas y bajas, además, se conoce

que los flujos de lodo y detritos están asociados al parámetro de lluvia acumulada, que

en combinación con la fuerte meteorización y macizo rocoso altamente diaclasado,

permiten el desencadenamiento de los movimientos.

El cuarto y último tramo (Kp 198 a 225) presenta una susceptibilidad predominante baja

y muy baja, la cual abarca 16 movimientos en masa registrados como flujos

superficiales, donde el 81% de ellos contemplan extensiones menores a 0.5ha. La

presencia de estos movimientos se justifica debido a la extensión que presentan,

caracterizados por ser movimientos muy localizados y que involucran la capa

superficial del suelo, desencadenados principalmente por pendientes abruptas, y en

menor proporción a factores netamente geológicos, climáticos y/o antrópicos.

68

6. CONCLUSIONES

El proceso matricial de la Metodología de Jerarquización Analítica de Saaty, permitió

definir una influencia en la ocurrencia de FRM del 67% para los factores detonantes y

del 33% para los factores condicionantes.

A partir de la validación del modelo de susceptibilidad, aplicando el nuevo algoritmo de

cálculo, se evidencia que este posee una efectividad promedio del 85% en la

determinación de niveles de susceptibilidad, determinado en función de la densidad

(número) de deslizamientos desarrollados en cada una de las zonas de susceptibilidad.

Es necesario aclarar que por el tipo de análisis se considera superficies de

deslizamientos mayores a 0.5ha, correspondientes al 40% de FRM presentes en el área

estudiada.

La importancia del inventario de fenómenos de remoción en masa, radica en que

además de ser el medio para la validación del modelo de susceptibilidad final, fue parte

del proceso de ponderación de las unidades cartográficas de cada uno de los mapas

índice; por lo que la actualización o modificación del mismo significa una revisión

forzosa de dichas ponderaciones, previo a la generación de un nuevo modelo.

Mediante el proceso de ponderación de Saaty (1977) se determinó que el factor con

mayor influencia en la generación de los fenómenos de remoción en masa en el TR2 es

la precipitación, esto se fundamenta en que el mayor porcentaje de los movimientos en

masa desarrollados en la zona de estudio, se desencadenan debido a condiciones

climáticas de lluvia intensa o lluvia prolongada. Por otra parte, los factores de menor

influencia son los factores geológicos (litología, estructuras y meteorización); ya que los

movimientos en masa ocurren tanto en las capas superficiales como profundas de suelo,

más no en macizos rocosos con características de meteorización o discontinuidades

desfavorables.

La combinación de dos metodologías de ponderación (Proceso Analítico Jerárquico y

Método Estadístico Univariado) para la generación del mapa de susceptibilidad a

fenómenos de remoción en masa, y la sustitución del factor humedad del suelo, por el

factor infiltración de lluvia en el suelo (número de escurrimiento N), constituye un

aporte significativo del presente trabajo, pues con este cambio se consideran

69

condiciones intrínsecas del terreno como: tipo de suelo y cobertura vegetal, importantes

para definir la capacidad de un suelo para permitir o impedir que el agua se infiltre,

aumentando la probabilidad de desestabilización a causa del incremento de la presión de

poro; considerando que el mayor porcentaje de los fenómenos de remoción en masa del

TR2 se suscitan por saturación del suelo.

El inventario de fenómenos de remoción en masa contiene escasos movimientos de

reptación y solifluxión, esta particularidad ocasionó que durante la generación de los

mapas de susceptibilidad parcial, se obtuviera el nivel de susceptibilidad más bajo para

la ocurrencia de este tipo de fenómenos en toda la zona de estudio.

Las áreas con litología del tipo sedimentario como: arcillolitas, lutitas, arenas y limos

presentan la mayor susceptibilidad a la ocurrencia de los cuatro tipos de FRM

analizados en el presente trabajo.

El factor de construcción civil/actividad humana, no constituyen un parámetro relevante

en la ocurrencia de FRM en el TR2; debido a que el 90% de la superficie de los

fenómenos, se desarrollan en zonas no intervenidas, es decir, que no presentan ningún

tipo de actividad humana o construcciones civiles.

Las condiciones de pendientes abruptas en gran parte de la zona de estudio ocasionan

que los movimientos de tipo flujo sean los más abundantes, y por consiguiente, los que

mayor probabilidad de ocurrencia presentan.

70

7. RECOMENDACIONES

Debido a la relevancia del inventario de deslizamientos, es importante que este se

actualice y se reevalúe constantemente, con el fin de mejorar los resultados en la

generación de los mapas de susceptibilidad.

Dado que la precipitación constituye el factor de mayor influencia en la generación de

fenómenos de remoción en masa en este tramo, es recomendable instalar estaciones

meteorológicas o pluviométricas a distancias más cercanas que las actuales, y por lo

tanto contar con información meteorológica de mayor detalle, para la generación de

mapas de precipitación e infiltración de lluvia en el suelo.

Realizar un mapa de suelos y vegetación a escala de detalle para el TR2; que provea

información más confiable en la implementación de la metodología del número de

escurrimiento (N).

Debido a la gran influencia del factor precipitación en la generación de FRM, es

necesario afinar su cálculo, considerando estudios de periodos de recurrencia para

intensidad de lluvias de OCP.

71

8. REFERENCIAS

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México: Editorial LIMUSA

Asociación SYR-GEOESTUDIOS. (2015). Estudio geológico, geotécnico para la

Estación Páramo. Quito- Ecuador.

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Baby, P., Rivadeneira, M., Barragán, R. (2004). La Cuenca Oriente: geología y

petróleo. Quito: Editores Científicos.

Brabb, E.E. & Harrod, B.L. (July, 1989). Landslides: extent and economic significance.

Symposium on Landslides. Proceedings of the 28th International Geological Congress,

Washington DC.

Briceño Pinzón, J. (2015). Mapeo geológico del Tramo 2 del Oleoducto de Crudos

Pesados (OCP). Tesis de Ingeniería en Geología, Universidad Central del Ecuador,

Quito-Ecuador.

Calidad Ambiental. (2011). Evaluación socio-ambiental: Evento (rotura del Oleoducto)

ocurrido en el OCP en febrero de 2009, sector Santa Rosa, cantón El Chaco, provincia

de Napo. Quito- Ecuador.

Castro, E. y Ojeda, J. (2001). Método estadístico univariado para la zonificación de la

amenaza por fenómenos de remoción en masa a escala regional. En J. Lemoine Garzón

(Director). Evaluación del riesgo por fenómenos de remoción en masa: Guía

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116.

74

9. ANEXOS

ANEXO 1

MATRICES DE PONDERACIÓN DE LAS UNIDADES CARTOGRÁFICAS DE

LOS FACTORES CONDICIONANTES Y DETONANTES

75

Anexo 1.1. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor litología.

Anexo 1.2. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor estructuras.

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)

Rotacional TraslacionalFlujo de lodo

y detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

Andesita 40845727.12 193970.86 231052.10 20238.98 0.475 0.000 0.566 0.050 0.087 0.000 0.104 0.009 0.1 0.1 0.1 0.1

Arcillolita 6308353.19 97068.56 237621.48 1.539 3.767 0.000 0.000 0.282 0.691 0.000 0.000 0.3 0.7 0.1 0.1

Arenas y limos 16162779.19 89480.80 216340.50 0.554 0.000 1.339 0.000 0.102 0.000 0.246 0.000 0.1 0.1 0.3 0.1

Arenisca 3517826.43 42313.47 1.203 0.000 0.000 0.000 0.221 0.000 0.000 0.000 0.3 0.1 0.1 0.1

Caliza 630578.85 24638.46 0.000 3.907 0.000 0.000 0.000 0.717 0.000 0.000 0.1 0.7 0.1 0.1

Cangahua 4265402.90 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Depósito aluvial 2197868.15 10944.14 0.000 0.000 0.498 0.000 0.000 0.000 0.091 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Depósito coluvial 4418536.50 161168.44 0.000 0.000 3.648 0.000 0.000 0.000 0.669 0.000 0.1 0.1 0.7 0.1

Depósito glaciar 3758899.46 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Esquisto 18798991.42 28249.88 185170.93 0.150 0.000 0.985 0.000 0.028 0.000 0.181 0.000 0.1 0.1 0.3 0.1

Filita 1698689.82 92584.35 10978.17 5.450 0.000 0.646 0.000 1.000 0.000 0.119 0.000 1 0.1 0.1 0.1

Granito y gneis 7562377.87 48656.05 0.000 0.000 0.643 0.000 0.000 0.000 0.118 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Lutita 12367787.46 292923.91 91826.72 23691.85 2.368 0.742 0.000 0.192 0.435 0.136 0.000 0.035 0.7 0.1 0.1 0.1

Pizarra 175014.88 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Volcanosedimento 470159.88 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1


(Normalizado/1)Peso de la unidad en los procesos / 1

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

Macizo rocoso

masivo30884590.06 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

1 familia de

discontinuidades41852763.18 86713.57 194864.18 71844.69 0.207 0.466 0.172 0.000 0.092 0.207 0.076 0.000 0.1 0.2 0.1 0.1

2 familias de

discontinuidades23468243.26 269030.88 121899.34 519546.48 1.146 0.519 2.214 0.000 0.511 0.231 0.986 0.000 0.5 0.2 1 0.1

3 familias de

discontinuidades17695438.76 397335.62 35593.03 292098.93 43930.83 2.245 0.201 1.651 0.248 1.000 0.090 0.735 0.111 1 0.1 1 0.1


discontinuidades9277973.24 88050.76 0.949 0.000 0.000 0.000 0.423 0.000 0.000 0.000 0.5 0.1 0.1 0.1



76

Anexo 1.3. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor meteorización.

Anexo 1.4. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor pendientes.

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

Roca fresca 1937371.08 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Débilmente

meteorizado56618048.13 311468.14 54960.11 539881.21 9611.58 0.550 0.097 0.954 0.017 0.577 0.102 1.000 0.018 0.6 0.1 1 0.1

Moderadamente

meteorizado52623605.21 501641.04 269665.13 321917.94 34319.24 0.953 0.512 0.612 0.065 1.000 0.537 0.642 0.068 1 0.5 0.6 0.1

Altamente

meteorizado10629911.21 17009.25 29985.52 22091.97 0.160 0.282 0.208 0.000 0.168 0.296 0.218 0.000 0.3 0.3 0.3 0.1

Completamente

meteorizado1371054.48 7936.32 0.579 0.000 0.000 0.000 0.607 0.000 0.000 0.000 0.6 0.1 0.1 0.1



Unidad

(°)

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

< 11 37908973.79 126893.22 64287.50 206054.51 18294.31 0.335 0.170 0.544 0.048 0.368 0.186 0.597 0.053 0.4 0.2 0.6 0.2

11 - 22 31262114.59 284540.67 174121.01 275615.29 0.910 0.557 0.882 0.000 1.000 0.612 0.969 0.000 1 0.6 1 0.2

22 - 34 27172452.62 232017.99 84105.90 166218.40 0.854 0.310 0.612 0.000 0.938 0.340 0.672 0.000 0.9 0.4 0.9 0.2

34 - 47 20710510.19 104472.08 18543.74 61097.55 0.504 0.090 0.295 0.000 0.554 0.098 0.324 0.000 0.6 0.2 0.4 0.2

> 47 7860039.17 13358.70 0.170 0.000 0.000 0.000 0.187 0.000 0.000 0.000 0.2 0.2 0.2 0.2



77

Anexo 1.5. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor infiltración.

Anexo 1.6. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor precipitación.

Unidad

(mm)

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

< 34.0 8827154.46 31997.00 14105.14 0.362 0.000 0.160 0.000 0.202 0.000 0.089 0.000 0.2 0.1 0.1 0.1

34.0 - 47.2 20928832.30 20150.20 89438.81 0.096 0.000 0.427 0.000 0.054 0.000 0.238 0.000 0.1 0.1 0.2 0.1

47.3 - 58.8 42750782.72 102150.83 549164.55 0.239 0.000 1.285 0.000 0.133 0.000 0.714 0.000 0.1 0.1 0.7 0.1

58.9 - 69.2 25732336.61 462777.26 339829.26 10978.17 22257.80 1.798 1.321 0.043 0.086 1.000 0.734 0.024 0.048 1 0.7 0.1 0.1

> 69.2 24945277.51 207598.43 13563.90 180438.41 16450.78 0.832 0.054 0.723 0.066 0.463 0.030 0.402 0.037 0.5 0.1 0.5 0.1



Unidad

(mm)

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

36.0 - 45.7 17980782.44 52147.20 6138.18 0.290 0.000 0.034 0.000 0.212 0.000 0.025 0.000 0.3 0.1 0.1 0.1

45.7 - 53.4 8775806.40 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

53.4 - 62.1 38961389.07 9503.15 379531.83 0.024 0.000 0.974 0.000 0.018 0.000 0.712 0.000 0.1 0.1 1 0.1

62.1 - 71.4 28053673.54 352808.90 250796.96 311335.52 23691.85 1.258 0.894 1.110 0.084 0.919 0.654 0.811 0.062 1 0.7 1 0.1

71.4 - 80.0 31222018.36 427094.67 107949.86 194202.72 20238.98 1.368 0.346 0.622 0.065 1.000 0.253 0.455 0.047 1 0.3 0.7 0.1



78

Anexo 1.7. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor construcción civil y actividad humana.

Anexo 1.8. Matriz de ponderación de las unidades cartográficas del factor cultivos y vegetación en laderas.

Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación

y

solifluxión


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación

y

solifluxión


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación

y

solifluxión


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación

y

solifluxión

Arado en zona agrícola 4442008.91 20150.20 6138.18 0.454 0.000 0.138 0.000 0.031 0.000 0.010 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Cantera 1080168.51 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Captación de agua 18805.04 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Corral 3251.38 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Deforestación 1781011.07 48303.63 11307.50 0.000 2.712 0.635 0.000 0.000 0.187 0.044 0.000 0.1 0.2 0.1 0.1

Edificio/vivienda 229135.59 33222.69 0.000 0.000 14.499 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.1 0.1 1 0.1

Embalse/presa 121526.52 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Invernadero 61449.23 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Pastoreo en zona ganadera 6093188.39 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Piscina 15488.01 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Talud modificado 458948.24 51601.46 11.243 0.000 0.000 0.000 0.775 0.000 0.000 0.000 0.8 0.1 0.1 0.1

Torre eléctrica 3278.18 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Vía/sendero, vivienda 3653066.07 10520.05 14444.89 0.288 0.000 0.395 0.000 0.020 0.000 0.027 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Zona no intervenida 105210945.87 753044.62 310443.19 821377.94 43832.56 0.716 0.295 0.781 0.042 0.049 0.020 0.054 0.003 0.1 0.1 0.1 0.1

Superficie acumulada de procesos/unidad

(m2)Peso de la unidad en los procesos (% )

Peso de la unidad en los procesos


Unidad

Superficie

total /unidad

(m2)


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y


Flujo de

lodo y

detritos

Reptación y

solifluxión

Arbórea 193197.04 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Arbórea, arbustiva 50942602.18 246608.37 87329.07 309307.13 0.484 0.171 0.607 0.000 0.329 0.116 0.412 0.000 0.3 0.1 0.7 0.1

Arbustiva, herbácea 27926078.46 235420.69 26739.38 336678.65 0.843 0.096 1.206 0.000 0.573 0.065 0.819 0.000 0.7 0.1 0.8 0.1

Herbácea 17227219.91 20150.20 10863.65 0.117 0.000 0.063 0.000 0.079 0.000 0.043 0.000 0.1 0.1 0.1 0.1

Pasto 22392522.20 279266.18 241662.77 159684.73 38708.58 1.247 1.079 0.713 0.173 0.847 0.733 0.484 0.117 1 0.7 0.7 0.1

Suelo desnudo 4532705.96 52437.64 66727.09 1.157 0.000 1.472 0.000 0.786 0.000 1.000 0.000 0.8 0.1 1 0.1



79

ANEXO 2

MAPAS ÍNDICE Y DE SUSCEPTIBILIDAD DEL TR2 DEL OCP

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · 2017-03-06 · EN MASA EN EL TRAMO 2 DEL...

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