Rompimiento de presas naturales


Uno de los acontecimientos más catastróficos producidos por la formación y posterior rotura de una presa creada por un deslizamiento, ocurrió el 29 de marzo de 1.993 cuando cerca de las 21 horas se produjo un deslizamiento de alrededor de 27´000.000 m3 que cubrió la unión de los ríos Paute y Jadán, en el sitio de La Josefina de la Provincia del Azuay, 18 km al noreste de la ciudad de Cuenca en la República del Ecuador. El deslizamiento formó una presa de 1 km de longitud, un ancho de 600 m y una altura en la parte más baja de 95 m, alcanzando la cota 2.375 msnm, mientras la cota del fondo del río Paute en el sitio del deslizamiento era la 2.280 msnm. La pendiente del talud aguas arriba de la presa estaba entre 1,5:1 y 3:1, mientras el talud de la presa aguas abajo estaba entre 1,5:1 y 4:1.

El deslizamiento aparentemente rotacional, compuesto por material de variada granulometría que iba desde limos arcillosos plásticos hasta gravas y bloques angulares, provocó la muerte y desaparición de cerca de 150 personas y dejó un saldo de 7.000 personas damnificadas. Las probables causas del desarrollo de este fenómeno catastrófico pueden encontrarse en las lluvias prolongadas de gran intensidad que en forma localizada se registraron en el sector de La Josefina en los días anteriores al deslave, lo que podría haber provocado un aumento de las fuerzas desestabilizadoras en el estado de tensiones internas del macizo. Adicionalmente se debe anotar que en ese sector existían algunas canteras, lo que puede sumarse como causa desestabilizadora.

Durante los 33 días que duró la crisis originada por el deslizamiento, se formaron dos lagos como consecuencia del embalsamiento de los ríos Cuenca y Jadán. En los últimos días, ambos lagos se unieron llegando a almacenar alrededor de 200´000.000 m3 de agua, anegando aproximadamente 1.000 ha de tierras fértiles y zonas habitadas, además de varios puentes y tramos de carreteras.

A la semana siguiente al deslizamiento y mientras las aguas embalsadas continuaban ascendiendo, se transladaron al sitio del desastre técnicos de la Comisión de Estudios para el Desarrollo de la Cuenca del Río Guayas (CEDEGE), miembros del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas de España (CEDEX), de la Compañía Constructora Norberto Oderecht, misiones de Italia, Estados Unidos, Chile y Suiza y miembros de varias universidades del país. La comisión de técnicos recomendó la excavación de un canal en la margen derecha del deslizamiento para evacuar lentamente el agua que se estaba almacenando y disminuir el nivel del agua de la cota 2.375 hasta la 2.353 msnm. Así mismo se recomendó la realización de un modelo físico a escala reducida que representara las condiciones topográficas, hidrológicas y geotécnicas tanto de la presa natural como del embalse y que permitiera evaluar las características del proceso erosivo que se presentaría una vez el agua alcanzara la cresta del canal excavado, así como la magnitud de las descargas esperadas como resultado de este proceso.

Adicionalmente, los técnicos extranjeros trabajaron en la modelación matemática del evento. Los italianos trabajaron en un modelo de erosión de la presa y los americanos, en un modelo de rotura de presas y propagación de la onda de creciente (DAMBRK). Los resultados de la modelación matemática permitieron asesorar al Comandante de la III Zona Militar en la realización de un programa de salvamento de los pobladores del valle. Con base en varios escenarios se logró predecir con errores muy pequeños, las cotas de inundación a lo largo del río Paute aguas abajo de la presa formada por el deslizamiento de La Josefina.

Para la construcción del canal se planteó inicialmente un movimiento de alrededor de 300.000 m3 de material, pero por la insuficiencia de máquinas y el notable aumento del nivel del lago formado debido a las fuertes precipitaciones que durante esos días se presentaban en las cuencas altas, se decidió acelerar los trabajos y reducir el volumen de material removido a 160.000 m3, con taludes más pronunciados. De esta manera se consigue terminar el canal el 15 de abril, llegando a la cota 2.358,85 msnm, con un ancho de 6 en la base y taludes de 70o en la margen izquierda. Este canal tenía una contrapendiente de aproximadamente el 2% y una pendiente positiva de más o menos el 1%.

Las principales características geométricas de la presa formada por el deslizamiento y que fueron mencionadas con anterioridad, se definieron a partir de información aerofotogramétrica obtenida dos días después de ocurrido el deslizamiento. Por otro lado, haciendo uso de la cartografía nacional a escala 1:50.000 y 1:25.000, se logró definir la curva de almacenamiento del embalse. Un retroanálisis de la estabilidad del talud de la Josefina antes del desastre, considerando la carga piezométrica causada por las lluvias, arrojó el resultado de un ángulo de fricción de 26o y cohesión de 0. Adicionalmente se determinó que el material del deslizamiento estaba constituido por fragmentos de roca de hasta 2 m de diámetro, material arenoso y aproximadamente 15% de material fino plástico. Por medio de una inspección visual previa a la construcción del modelo se logró definir una curva granulométrica representativa del lleno, de manera que el diámetro medio considerado en el prototipo fue de 150 mm. La permeabilidad en laboratorio resultó del orden de 10-4 a 10-3 cm/s. Se probaron varias mezclas del material a ser utilizado en el modelo y éste fue colocado al borde de la margen izquierda en el modelo y empujado hacia la margen derecha para reproducir el deslizamiento ocurrido en el prototipo.

Toda esta información fue utilizada para la construcción en un tiempo record de 72 horas, de un modelo físico en el campamento de Chogón, a 25 km de la ciudad de Guayaquil. El modelo ocupó un área de 60 m de longitud y 20 m de ancho. Dada la naturaleza del fenómeno a estudiarse y con el objeto de que los procesos erosivos reflejaran fielmente lo que ocurriría con el prototipo, se decidió realizar un modelo sin distorsión a escala 1:150, con base en la racionalización de los recursos físicos y de materiales disponibles, garantizando un resultado apegado a las leyes de semejanza.

La primera prueba del modelo se realizó el 14 de abril, considerando que la solera del canal de desagüe estaba en la cota 2.353 y el volumen almacenado era de 126.000.000 m3. En esta ocasión se observó un proceso de erosión normal considerando las características prevalecientes en el sitio, así como una serie de deslizamientos ocurridos durante dichos procesos que producían intermitencias en la descarga y respondían a una condición prevista. Bajo este contexto, el caudal máximo descargado a través de la brecha que se formó fue de 8.000 m3/s y ocurriría en el prototipo a las 21 horas luego de iniciado el proceso de erosión, equilibrándose en la cota 2.330,85 con un volumen de embalse remanente de 36.000.000 m3.

Durante la segunda prueba realizada el 15 de abril, se estableció la cota 2.358,85 como la solera del canal de desagüe, (nivel al cual llegó la excavación del mencionado canal) y correspondía a un volumen del embalse de 150.000.000 m3 aproximadamente. Las condiciones de erosión y las consecuencias fueron aproximadamente las mismas de la prueba 1, obteniéndose una descarga máxima de 6.500 m3/s que ocurriría en el prototipo a las 30 horas de iniciado el proceso de erosión, equilibrándose en la cota 2.329,85 con un volumen de embalse remanente de 33´000.000 m3.

Finalmente, en forma violenta el sábado primero de mayo de 1.993 se produjo el desagüe de las aguas represadas por La Josefina, como la finalización de un proceso que se había iniciado el día anterior aproximadamente a las 19 horas. El incremento de caudal fue notable a partir de la medianoche del viernes, de modo que a las 6 horas del día sábado se tenían caudales sobre los 300 m3/s, sobre los 500 m3/s a las 7 horas, para luego registrar incrementos sobre los 1.000 m3/s cada 30 minutos hasta alcanzar un pico de 8.400 m3/s a las 9 horas (15,5 horas después de iniciado el proceso de formación de la brecha). Se calcula que durante el día sábado se evacuaron cerca de 170´000.000 m3, volumen que transitó por el cauce del río Paute arrasando con todo lo que encontraba a su paso. Aguas abajo de La Josefina se alcanzaron niveles de agua realmente alarmantes, que inundaron poblaciones como Paute, Gualeceo, Burgay y otros caceríos ubicados en las riberas del río. La creciente destruyó caminos, puentes, viviendas, líneas de conducción eléctrica y plantaciones.

La potencia de las aguas represadas produjo sucesivos deslizamientos a su paso lo que provocó un rápido incremento de la descarga. La central hidroeléctrica Paute ubicada a unos 50 km aguas abajo de La Josefina y que abastece el 75% de la energía del país, sufrió daños parciales en la maquinaria de generación y colmatación del embalse por los sólidos acarreados, mientras que el vertedero descargó un caudal cercano al de diseño y la central quedó completamente aislada.


Colombia, dadas sus condiciones topográficas, hidrometeorológicas y sísmicas, es altamente susceptible a la formación de presas naturales originadas por deslizamientos que taponan ríos y quebradas. No obstante, muy pocos casos se encuentran bien documentados. Uno de los pocos eventos de los cuales se posee información es el deslizamiento conocido como El Revenidero ocurrido el 25 de octubre de 1.970 en el municipio de Uramita, departamento de Antioquia. Los 8´000.000 m3 de material removido durante este evento formaron una presa de 20 m de altura, 1.300 m de longitud y 250 m de ancho superior, que represó el río Sucio formando un embalse que alcanzó una longitud cercana a 6 km y un volumen aproximado de 26´000.000 m3. El colapso final del represamiento produjo un flujo de lodo de carácter torrencial que ocasionó la semidestrucción de las partes bajas del municipio de Dabeiba, incluyendo puentes, carreteras y viviendas. También fueron afectados Pavarandocito, corregimiento de Mutatá, 5 km de la carretera al mar en sector de Dabeiba-Mutatá y zonas cercanas al casco urbano de Uramita.

Los años de 1.998 y 1.999 han estado marcados por las fuertes lluvias en la mayor parte del territorio colombiano. El aumento significativo en el caudal de algunos ríos ha producido desestabilización en las bancas, y posteriormente, deslizamientos de las laderas que han taponado los cursos de agua. Adicionalmente, el aumento de la escorrentía sobre laderas desprotegidas, puede llevar también al desencadenamiento de movimientos en masa que pueden llegar a represar los cauces sobre los cuales se depositan. No obstante, no se han registrados tragedias asociadas a dichos fenómenos en el territorio colombiano en los últimos años.


Tomado de la tesis "Rompimiento de presas de tierra por erosión: análisis y aplicación"
Paula Gómez Sierra
Director: Juan Fernando Barros Martínez, IC
1999

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