- Introducción
- La formación de
cárcavas - Medición del
crecimiento de las cárcavas - El período del
estudio - Otros aspectos a
considerar - Conclusiones
- Bibliografía
- Anexos
Para tener una información real y fidedigna sobre el
crecimiento de las cárcavas en Ciudad Bolívar
(Venezuela), se
está planteando una metodología de campo económicamente
flexible, que consiste en monitorear el proceso de
crecimiento longitudinal, lateral y vertical, mediante la
colocación de estacas a poca distancia del talud,
además de varas metálicas enterradas profundamente
a lo largo del cauce para definir la variación vertical.
El monitoreo debe efectuarse estratégicamente a lo largo
de los meses más lluviosos, y debe acudirse al campo con
una regularidad de una vez por semana. Los datos recabados
podrán luego ser sometidos a un análisis estadístico de
regresión que permita a corto plazo predecir el retroceso
de taludes de acuerdo a los índices de
precipitación.
Palabras clave: Estacas, retroceso, taludes,
escorrentía, precipitación.
En el presente trabajo se
está proponiendo una metodología de campo que
permita detectar el crecimiento de las cárcavas o
barrancos a lo largo del período de lluvias en Ciudad
Bolívar y sus inmediaciones. La metodología no se
ha probado aún en ninguna circunstancia, pero, dada la
simplicidad de los medios que
permiten ponerla en ejecución, pudiera ser una manera
efectiva para determinar hasta qué punto un sistema de
cárcavas varía dentro de sus tres dimensiones:
vertical, lateral y longitudinalmente. Para un mejor
entendimiento de la metodología propuesta ha sido
necesaria la
ilustración de lo que debe hacerse en el campo. La
clave de la medición es la colocación de
marcas
(estacas, varas metálicas) y, tal vez, lo más
exigente del caso es la frecuencia de visitas al sitio estudiado.
La metodología podría ser objeto de modificaciones
por parte de los investigadores que deseen aplicarla, en
respuesta a que todas las cárcavas no son iguales e,
inclusive, los factores que influyen en su formación
también pueden variar de lugar en lugar.
Surge la cuestión de para qué medir
el crecimiento de las cárcavas, ¿qué
utilidad
pueden tener los parámetros obtenidos? Pues bien,
además de que un estudio de esta naturaleza nos
puede servir tan sólo para satisfacer la curiosidad
científica, es bueno tener en cuenta que en la capital del
estado
Bolívar, el retroceso de las cárcavas se ha
convertido en una seria amenaza que atenta contra la permanencia
de las infraestructuras (viviendas, calles, etc.). En
consecuencia, no es mala idea para los técnicos que velan
por las obras y servicios
urbanos, el tener informaciones reales sobre la velocidad de
crecimiento de los barrancos. Por ejemplo, en una cárcava
que apenas retrocede 5 centímetros por año, no vale
la pena invertir grandes sumas de dinero en
obras de control de la
erosión. En cambio, la
cosa es distinta para un barranco que avanza pendiente arriba a 2
metros o más por año.
Las cárcavas son zanjas creadas por las
aguas de escorrentía. Una de las condiciones esenciales
para su formación es la existencia de materiales no
consolidados sobre la superficie; puede tratarse de, por ejemplo,
suelos
conformados por arena, arcilla o por la mezcla de distintas
texturas. Si estas capas de materiales blandos no son profundas,
por consiguiente, las cárcavas serán de poca
profundidad. Los lugares más proclives a la erosión
en cárcavas son aquellos carentes de vegetación, como en vertientes de climas
áridos o semiáridos. También en zonas
deforestadas por diversas actividades antrópicas (agricultura,
minería,
etc.), donde los suelos han quedado al descubierto. Para el caso
de Ciudad Bolívar, un potente relleno sedimentario de edad
pliopleistocena (formación Mesa), ha sido levantado con
respecto al nivel del mar, lo que ha conllevado al origen de un
paisaje de altiplanicies cuyos topes alcanzan hasta los 140 m.
Estos relieves elevados han sido recortados por los cuerpos de
agua dando
lugar a escarpes, los cuales tienden a retroceder ante los
distintos procesos
erosivos, destacándose entre ellos la erosión en
cárcavas. Obsérvese el proceso de formación
de una cárcava en la figura 1 y el modelo 3D en
el anexo 1.
Fig. 1. Evolución de una cárcava en cuatro
etapas.
En la figura anterior se contempla que a partir de
un surco puede surgir una cárcava. Se dice que una
cárcava es activa cuando su crecimiento es incesante; en
cambio, se dice que una cárcava es estable cuando no hay
un crecimiento significativo a lo largo de varios años. La
inestabilidad puede determinarse a simple vista, especialmente
cuando el barranco se ha encargado de colapsar una que otra
infraestructura (ver anexos 2 y 3). La estabilidad es propia de
aquellos lugares poco o no intervenidos, donde los procesos de
infiltración y escorrentía se mantienen casi
inalterados. El exceso de capas impermeabilizantes (cemento,
asfalto, zinc) es responsable de romper el equilibrio,
creándose grandes cantidades de agua que se vierten sobre
los escarpes. Muchas veces el desagüe cae libre sobre el
talud, sin ninguna estructura que
controle la erosión.
Medición del crecimiento de las
cárcavas
Notamos con la ayuda del modelo evolutivo que la
zanja se hizo cada vez más ancha, más larga y
más profunda, y pudo desarrollar tres cabeceras
puntiagudas o subcárcavas. La medición del
crecimiento en las tres dimensiones es el centro de mayor
atención en lo que atañe a esta
propuesta. Hay quienes han desarrollado modelos
matemáticos para estimar el crecimiento de estas formas de
erosión. Uno de los procedimientos es
el del Servicio de
Conservación de Suelos de los Estados Unidos
(citado por Funes et al, 1996), utilizando la siguiente
fórmula:
R = (5,25 x 10- 5 )
A0,46 P0,20
Donde:
R = Avance en m de la cabeza de la cárcava
en un período determinado.
A = Area en m² de la cuenca aguas arriba de
la cárcava.
P = Total anual de las lluvias de 24 horas de
duración mayores o iguales a 12,7 mm.
El modelo quizás funcione para unas
condiciones geográficas en particular, pero es
difícil que pueda aplicarse para el cálculo
del retroceso de cualquier barranco en Ciudad Bolívar, ya
que los factores no son siempre los mismos; por ejemplo, las
condiciones de infiltración y escorrentía pueden
variar de un año a otro debido a la creciente
ocupación humana. De todas maneras, a la hora de querer
comprender la dinámica de los barrancos, las matemáticas son inevitables, tal como se
explica más adelante.
Es de recordar que una forma de terreno de escasas
dimensiones hoy en día puede ser cartografiada y seguida
su evolución por vía satélite; otra manera
es la toma repetitiva de aerofotografías a escala de
detalle; pero, lamentablemente, esto implica el desembolso de
importantes sumas de dinero. De igual manera, no siempre se
cuenta con equipos sofisticados como teodolitos, GPS y
altímetros de última generación. Optamos
entonces por estudiar el fenómeno a través de
medios sencillos, económicos e igualmente efectivos. Una
manera muy práctica es la colocación de marcas,
pueden ser estacas de madera de 10
cm de largo, las que se colocarán a 20 cm desde el borde
del talud. Por cada estaca se colocará otra estaca
alineada a unos 50 cm, creándose así una
línea imaginaria perpendicular. Las marcas más
próximas al barranco deben llevar un color en
particular. Todas se enterrarán de manera que sobresalgan
apenas 2 cm. No se recomienda el metal, ya que puede ser un
riesgo para
los transeúntes (caídas). En aquellos lugares donde
pululen los niños
es mejor, como precaución, enterrar por completo un
pequeño clavo a unos 5 cm desde cada una de las marcas
cercanas al talud, debido a que el trabajo
puede que sea saboteado. En la figura 2 se puede obtener una idea
de lo que se acaba de indicar.
Fig. 2. Colocación de las
marcas en distancias tentativas: Vistas en 3D y en
planta.
Las estacas adyacentes al talud pueden colocarse a
equidistancias asumidas por el investigador. Aquí hemos
escogido una distancia de 150 cm. Una vez que se coloquen todas
las marcas alrededor del barranco, es recomendable tomar, con la
ayuda de una brújula
Brunton, los azimutes entre las marcas más cercanas al
talud, con el fin de crear una poligonal abierta. Esto
sería útil en aquellos casos en que las estacas
fueran removidas ante el crecimiento lateral. La poligonal nos
facilitaría la elaboración de un mapa del barranco.
También es recomendable hallar el azimut entre las marcas
más separadas y sus correspondientes más cercanas
al talud; por ejemplo, entre las marcas 1b y 1, tal como aparece
en la figura 3.
Fig. 3. Colocación de
marcas alrededor de una cárcava.
Para medir el avance de las cabeceras de la
cárcava se recomienda en principio colocar dos marcas
prudencialmente separadas entre sí, de modo que al atar un
cordel entre ellas, la línea coincida con la punta de la
cárcava. Se recomienda que estas marcas sean de un color
distinto al de las demás. Colocar una estaca en la
cabecera no sería la mejor idea, considerando que
rápidamente pudiera ser arrancada por la
escorrentía (figura 4). Dicho cordel debe colocarse
solamente cuando los investigadores visiten el área. No
debe dejarse de forma permanente.
Fig. 4. Al comenzar el monitoreo, se coloca un
cordel entre dos marcas para fijar el límite inicial del
crecimiento de las cabeceras.
Al hacerse las mediciones, si las cabeceras
retroceden, entonces será necesario echar hacia
atrás otra cuerda paralela a la del inicio. La distancia
entre las dos cuerdas sería la lectura o
medida para el momento.
El crecimiento vertical puede determinarse
enterrando varas metálicas (cabillas) a lo largo del canal
de escorrentía del barranco, tal como se contempla en la
figura 5.
Fig. 5. Colocación de varas
metálicas a lo largo del cauce del
barranco.
Las cabillas pueden ser de 50 cm de largo y deben
enterrarse profundamente con la ayuda de un martillo. En dichas
varas debe pintarse un tramo de 10 cm en uno de los extremos. El
borde de esta marca de pintura
deberá coincidir con la superficie. Se supone que, al
haber socavación por la corriente, la parte pintada
aparecerá por encima del suelo (figura
6).
Figura 6. Varas metálicas enterradas en el
fondo de un barranco. Al profundizarse el canal, se habrá
perdido un espesor (E) determinado de materiales. Después
de tomar la lectura
habrá que enterrar nuevamente la cabilla hasta la marca de
pintura. Longitud de la vara: 50 cm.
Una forma de medir la profundidad de la
cárcava es utilizando el clinómetro de la
brújula desde los topes laterales. Con la ayuda de otra
persona
ubicada en el fondo de la cárcava, se mide el
ángulo de inclinación con respecto al punto donde
esté ubicada cada cabilla. Para mejor comodidad, debe
utilizarse un jalón o una vara. En esta debe colocarse una
marca que se ubique justamente a la altura de los ojos de quien
haga la lectura. Además, entre las dos personas debe
tenderse una cuerda que haga las veces de la hipotenusa de un
triángulo. Se aplica la fórmula del seno y se halla
la distancia vertical, lo que es igual a la profundidad. Al
valor obtenido
se le irán sumando las lecturas creadas por la
socavación, en caso de que esta suceda.
Fig. 6. Con la ayuda del
clinómetro de la brújula y una cuerda sostenida
entre dos personas puede calcularse la profundidad de una
cárcava.
Es bien sabido que las cárcavas crecen en
la época de lluvias, mientras que en la época seca
se estabilizan. Para tener una idea de la distribución temporal de la
precipitación en Ciudad Bolívar, observemos la
figura 7.
Fig. 7. Precipitación media de Ciudad
Bolívar, período 1974-1985. Fuente: CVG-Tecmin,
1991.
Las mayores cantidades de lluvia se captan entre
los meses de mayo y octubre. El máximo de
precipitación corresponde al mes de junio. Llevar a cabo
el monitoreo desde que las lluvias comienzan a hacerse sentir, es
decir, desde el mes de abril, sería la forma más
completa. El monitoreo pudiera cerrarse en el mes de noviembre.
Sin embargo, es de considerar que el período más
estratégico, como para disminuir la frecuencia de visitas
al campo, es el de mayo a octubre. Dichas visitas, una vez
colocadas y registradas las marcas, habría que hacerlas
por lo menos una vez por semana. Es un trabajo que necesita de la
participación de dos o más personas. Para registrar
el avance del retroceso de los taludes laterales será
necesario diseñar una planilla donde se anote la
dinámica del fenómeno, por
ejemplo:
RETROCESO DE ESCARPES EN | |||||||||
Fechas | |||||||||
Marcas | Total | ||||||||
1 | |||||||||
2 | |||||||||
3 | |||||||||
n | |||||||||
A la vez, para monitorear el crecimiento vertical,
habrá que diseñar otra planilla. Igualmente, se
recomienda utilizar una planilla aparte únicamente para
registrar el avance de las cabeceras.
Al final del monitoreo será necesaria la
obtención de los registros de
precipitación de la estación climatológica
más cercana, con el fin de establecer la relación
existente entre los índices de precipitación y el
crecimiento de las cárcavas a lo largo del período
en estudio. Los resultados obtenidos podrán ser
fácilmente plasmados en gráficos estadísticos como el de la
figura 8, donde se observa solamente una situación
hipotética para un período de dos meses, y
corresponde a un supuesto caso de una cárcava activa de
crecimiento permanente.
Fig. 8. Crecimiento de la cabecera de una
cárcava según los índices de lluvias
semanales (ejemplo hipotético).
A partir de los datos adquiridos se puede realizar
además un análisis de regresión, mediante el
cual estaremos en la capacidad de predecir el crecimiento de la
cárcava a corto plazo. A mediano o largo plazo se supone
que ciertos factores se habrán modificado y la rata de
crecimiento de los barrancos ya no será la misma. De
allí el escepticismo que suscitan los modelos
matemáticos.
Como se pudo constatar en el estudio realizado por
Ameneiro y Alvarez (2004), la vegetación sobre un sistema
de cárcavas varía notablemente a lo largo del
año: a finales de la época de sequía hay
amplios sectores que quedan descubiertos de vegetación;
pero, a medida que avanza la época de lluvias, los
herbazales y matorrales se van haciendo cada vez más
densos y tupidos, dándole cierta estabilidad a la
superficie (anexo 4). Generalmente, aquellas vertientes cubiertas
de vegetación suelen permanecer casi intactas por un
número indefinido de años. Aprovechando las marcas
plantadas en el terreno, puede determinarse la
distribución aproximada de los tipos de vegetación:
herbazal, matorral, arbustal y bosque. Los más comunes son
los tres primeros. El comportamiento
de los valores
sobre crecimiento de cárcavas puede verse radicalmente
influido por la protección que ofrece la capa vegetal o
por la inexistencia de ésta.
Los investigadores deben estar atentos con las
actividades antrópicas de los alrededores: invasión
de terrenos, deforestación, quemas,
impermeabilización de la superficie,
etc.
Es probable que aquellos taludes expuestos hacia
el Este posean una rata mayor de crecimiento, debido a la
incidencia de los vientos alisios, los cuales soplan
predominantemente desde dicha dirección y, en menor grado, desde el
Noreste; por lo tanto, las gotas de lluvia impactarán con
mayor fuerza en las
paredes así orientadas. Por lo tanto, siempre será
necesario ir a las causas de lo que reflejen los
parámetros obtenidos.
Monitorear el crecimiento de una cárcava a
lo largo de un período lluvioso puede resultar una tarea
relativamente fácil, si consideramos los medios que pueden
ser utilizados. Tal vez la mayor dificultad radica en las visitas
obligantes una vez por semana, como se recomienda en este
trabajo. Sin embargo no deja de ser una idea factible para
aquellos investigadores o estudiantes que deseen desarrollar su
tesis de grado
en las carreras de geología e
ingeniería geológica de la Universidad de
Oriente. Es de acotar que esta propuesta no pretende dar la
última palabra sobre lo que debe hacerse, ya que durante
el mismo proceso del trabajo de campo, el responsable será
libre de realizar modificaciones y de añadir lo que le sea
de mayor conveniencia. De todas maneras, aunque se deban a
procesos comunes, las cárcavas pueden diferir unas de
otras en distintos aspectos.
Ameneiro, R. Y Alvarez, J. 2004. Estudio
geológico sobre el sistema de cárcavas del barrio
Santa Eduviges. Universidad de Oriente, Escuela de
Ciencias de
la Tierra.
Trabajo de grado. Ciudad Bolívar.
CVG-Técnica Minera. 1991. Informe de
Avance, Hoja NB-20-2. Climatología. Tomo I. Proyecto Inventario de los
Recursos
Naturales de la Región Guayana. Ciudad
Bolívar.
Funes, M., Martínez, F., Pravia, J. y
Herrero, J. 1996. Estudio de la formación de
cárcavas en Ciudad Bolívar. Revista
Geominas Nº 24, Universidad de Oriente. Ciudad
Bolívar.
Santiago, J.E. 2003. Escorrentía y erosión
del suelo. En: www.monografias.com
* El autor es geógrafo especialista en
Geomorfología y labora como docente e investigador en la
Escuela de Ciencias de la Tierra,
Universidad de Oriente, Ciudad Bolívar, Venezuela.
E-Mail: .
Anexo 1. Bloquediagrama en un sector al oeste de
Ciudad Bolívar: en verde, el tope y borde de la mesa; en
marrón y naranja el escarpe de las cárcavas.
Fuente: Ameneiro y Alvarez, 2004.
Anexo 2. Calle colapsada por la cabecera de una
cárcava, localidad al sur de Ciudad Bolívar. (Foto
de: M. Henríquez).
Anexo 3. Vista transversal de
una cárcava en el sector sur de Ciudad Bolívar:
obsérvese en el tope del talud izquierdo una vivienda a
punto de colapsar. (Foto de: M. Henríquez).
Anexo 4. Aspecto de la vegetación de
hierbas y arbustos a lo largo de una cárcava durante la
época de lluvias. (Foto de: M.
Henríquez).
Jesús E. Santiago
*