Universidad de Costa Rica Facultad de Ciencias Sociales Escuela de Geografía

Determinación de la amenaza por deslizamientos en la infraestructura del sistema de acueductos administrados por el AyA, en los cantones Pu riscal y Mora, Costa Rica

Memoria de Práctica Dirigida para optar por el grado de Licenciatura en Geografía

Jenny Borges Salas José Antonio Mora Calderón

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, Montes de Oca, Costa Rica Mayo, 2013 Esta memoria de Práctica Dirigida fue aceptada por el Tribunal Examinador, como requisito parcial para optar al grado de Licenciado en Geografía.

ddsf,\\a~t_ Dr. Roberto Castillo Vásquez Subdirector Escuela de Geografía Presidente del (jªI CD\L\ V Prof. L illermo Brenes Quesada Profesor Invitado

M~#L. Miembro de mité Asesor J~as s~znte

José An~ra Calderón Sustentante

¡¡ Dedicatoria

A mis padres que me han apoyado incondicionalmente en todos mis proyectos, que me han enseñado con su ejemplo el valor del trabajo y del esfuerzo.

A mi Tita quien ha sido una de las mujeres más importantes de mi vida y que me ha llenado de amor y espiritualidad.

Jenny

A mi familia, tanto la biológica como la construida socialmente. A mis amigas, amigos, hermanas,

hermanos, compañeras y compañeros. A todas esas personas que han inspirado mi existencia.

José Antonio

iii Agradecimientos

Les agradecemos especialmente a nuestras familias que nos han apoyado a lo largo de nuestras vidas y a quienes les debemos los logros que hemos alcanzado hasta ahora. A aquellas personas cercanas y

amigas que nos han acompañado en la vida y durante este proceso. Sin la ayuda de ellas y ellos no

hubiésemos tenido la fuerza para poder llevar a cabo esta investigación de manera exitosa. Les

hacemos un agradecimiento especial a quienes nos apoyaron incondicionalmente y que posiblemente

no nos dé tiempo {y espacio} de mencionar en este apartado, ya que han sido muchas las personas que nos han ayudado en este proyecto.

Estamos muy agradecidos con nuestro Comité Asesor por sus sugerencias, comentarios, críticas, y sobre todo por su apoyo y compromiso con este proyecto. Especialmente al señor Rafael Arce Mesén, director de nuestra investigación, quien se desveló muchas noches con nosotros y nos apoyó con su conocimiento y experiencia, por sus comentarios, valoraciones y sugerencias de forma constante durante este trabajo. Le agradecemos al señor Martín Carpio Mejía, ingeniero de la UEN de

Programación y Control del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados {AyA}, por su participación y apoyo logístico en este proyecto. Al señor Víctor Cortés Granados, profesor de la

Escuela de Geografía, por sus apreciaciones, colaboraciones teóricas y críticas constructivas, con el fin de mejorar esta investigación. A los tres les agradecemos por habernos acompañado a giras de campo, trabajos técnicos requeridos en este trabajo, durante el procesamiento de las muestras de formación superficial en el laboratorio de la Escuela de Geografía, y en especial por su participación comprometida, formando un excelente equipo de trabajo. También les agradecemos a los otros miembros del Tribunal Examinador, los señores Guillermo Brenes Quesada y Roberto Castillo

Vásquez, profesores de la Escuela de Geografía, por sus críticas y comentarios para mejorar este proyecto.

Hacemos una alusión especial al Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados {AyA}, a sus funcionarios y funcionarias que nos colaboraron en este proyecto. Al señor Pablo Fernández, funcionario de la cantonal de Puriscal, le damos las gracias profundamente por habernos acompañado en buena parte de este proceso, quien junto con el señor Luis Oconitrillo fueron nuestros "baqueanos" en el área de estudio, ambos tendrán siempre nuestra gratitud. Al ingeniero

Luis Arguedas, director de la UEN de Programación y Control y a la señora Grace García, directora del departamento de Gestión del Riesgo, quienes nos brindaron su colaboración para que este trabajo

iv resultara de excelente calidad. A la señora Isabel Madrigal, jefa de la oficina cantonal, le agradecemos por habernos atendido cordialmente durante nuestras visitas y habernos apoyado de diferentes maneras. Asimismo le agradecemos a los choferes del AyA quienes recorrieron con nosotros el área de estudio, y todos aquellos funcionarios que nos colaboraron de una u otra forma.

Le damos las gracias a la Escuela de Geografía de la Universidad de Costa Rica, por haber acogido esta investigación, en conjunto con el Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados, en especial a nuestra directora de carrera, la señora Isabel Avendaño Flores, por su apoyo para poder llevar a cabo este trabajo. Le agradecemos profundamente a nuestro amigo, el señor Daniel Rojas Delgado, quien nos brindó su apoyo en diversas ocasiones, así como también su conocimiento como ingeniero topógrafo en el área de la Geomática. Les agradecemos a los estudiantes de geografía Bryan Alemán,

Isaac Solano, Andrés Jiménez y Edgar Hernández por habernos colaborado durante el procesamiento de las muestras de formaciones superficiales en el laboratorio de Geomorfología y Geopedología de la Escuela de Geografía.

A todas aquellas personas que fueron parte de esta investigación: i Muchas Gracias!

V Índice General

Capítulo 1- Introducción...... 1 1.1 Introducción...... 1

1.1.2 Delimitación Geográfica...... 3 1.1.3 Planteamiento del Problema...... 3 1.1.4 Justificación...... 4 1.1.5 Marco Político Estratégico...... 7 1.1.6 Marco Legal...... 9 1.1.7 Antecedentes...... 10 1.2 Objetivos...... 12 1.2.1 Objetivo General...... 12 1.2.2 Objetivos Específicos...... 12 1.3 Marco Conceptual...... 12 1.3.1 Sistema de distribución del recurso hídrico: Los Acueductos y Alcantarillados...... 13 1.3.2 Los Deslizamientos...... 17 1.3.3 La Amenaza como parte de la vida diaria...... 24 1.3.4 El Modelaje como Instrumento para determinar la Amenaza por Deslizamientos..... 27 1.3.4.1 Modelo SINMAP...... 29 1.4 Metodología de trabajo...... 37 1.4.1 Etapa 1: Revisión Bibliográfica...... 37 1.4.2 Etapa 2: Caracterización biofísica del área de estudio...... 38 1.4.3 Etapa 3: Zonificación y análisis de la amenaza por deslizamientos...... 41 1.4.3.1 Propiedades geofísicas de las formaciones superficiales...... 41 1.4.3.2 Zonificación de la amenaza actual por deslizamientos...... 45 1.4.3.3 Zonificación de la amenaza potencial por deslizamientos...... 46 1.4.3.4 Zonificación de la susceptibilidad a deslizamientos...... 48 1.4.4 Etapa 4: Propuesta de una Metodología para Evaluación de Amenazas de Deslizamiento para el AyA...... 51 1.4.5 Limitaciones del presente proyecto...... 54

vi Capítulo 11 - Caracterización biofísica del área de estudio...... 56

2.1 Tectónica y sismicidad...... 57 2.2 Formaciones Geológicas...... 60

2.3 Clima y régimen de precipitaciones...... 69 2.4 Geomorfología...... 74 2.4.1 Componente estructural...... 74 2.4.2 Componente dinámico...... 78 2.4.3 Pendientes...... 80 2.5 Análisis de uso de la tierra...... 84 2.5.1 Uso de la tierra entorno al acueducto de Puriscal...... 84 2.5.2 Uso de la tierra por microcuenca...... 85 2.5.3 Síntesis del uso de la tierra...... 94 2.5.4. Breve caracterización socioeconómica del área de estudio...... 103

Capítulo 111 - Zonificación de la amenaza por deslizamientos...... 105 3.1 Análisis de la amenaza potencial por microcuenca...... 105 3.2 Análisis de la susceptibilidad a deslizamientos...... 115 3.3 Análisis de la amenaza actual por deslizamientos según microcuenca...... 122 3.3.1 Microcuenca del río Tabarcia...... 122 3.3.2 Microcuenca del río Viejo...... 129 3.3.3 Microcuenca del río Picagres...... 132 3.3.4 Microcuenca del río San José...... 136 3.3.5 Microcuenca del río Quivel...... 140 3.3.6 Microcuenca del río Jorco...... 141 3.3.7 Síntesis de la amenaza actual por deslizamientos...... 143 3.4 Validación de los resultados de la amenaza potencial según la amenaza actual por deslizamientos...... 145

Capítulo IV - Conclusiones y Recomendaciones...... 149

Referencias bibliográficas...... 153

vii Índice de mapas

Mapa l. Microcuencas que conforman el Área de Estudio ...... 5 Mapa 2. Zonas Homogéneas...... 43 Mapa 3. Subducción de la placa Cocos en la placa Caribe y ubicación del Área de Estudio ...... 58 Mapa 4. Eventos sísmicos registrados dentro y fuera del Área de Estudio...... 59 Mapa 5. Formaciones Geológicas del Área de Estudio...... 61 Mapa 6. Unidades Morfoestructurales del Área de Estudio...... 76 Mapa 7. Pendientes del Área de Estudio...... 83 Mapa 8. Uso de la Terra en el Área de Estudio...... 102 Mapa 9. Índice de saturación generado por SINMAP...... 108 Mapa 10. Índice de estabilidad generado por SINMAP...... 111 Mapa 11. fndice de susceptibilidad a deslizamientos...... 116 Mapa 12. Amenaza actual por deslizamientos...... 123

Índice de figuras

Figura l. Representación de un sistema de acueducto y alcantarillado...... 13 Figura 2. Morfología de un deslizamiento...... 20 Figura 3. Deslizamiento rotacional, traslacional y flujo de detritos...... 21 Figura 4. Ecuación del riesgo...... 26 Figura 5. Tipos de Modelos para análisis...... 28 Figura 6. Esquema del modelo de talud infinito...... 30 Figura 7. Esquema del área de captación específica...... 33 Figura 8. Metodología de trabajo...... 53 Figura 9. Composición litológica de Fm Peña Negra...... 65 Figura 10. Distribución de porcentajes de las Formaciones Geológicas de las microcuencas Tabarcia, Quivel y Jorco...... 66 Figura 11. Distribución de porcentajes de las Formaciones Geológicas de las microcuencas San José, Viejo y Picagres...... 67 Figura 12. Evidencia de meteorización en la Fm Grifo Alto...... 68 Figura 13. Panorámica de la microcuenca del río Picagres...... 77

viii Figura 14. Espejo de falla en la microcuenca del río Tabarcia, observada en la ladera norte del río Negro...... 77 Figura 15. Reptación en las captaciones Desamparaditos...... 79 Figura 16. El "pie de vaca": asunto recurrente en el área de estudio...... 80 Figura 17. Distribución y porcentaje de las pendientes de las microcuencas Tabarcia, Viejo y Picagres...... 81 Figura 18. Distribución y porcentaje de las pendientes de las microcuencas San José, Quivel y Jorco...... 81 Figura 19. Uso inmediato de la tierra alrededor de la infraestructura del AyA: distribución y porcentajes...... 86 Figura 20. Uso de la tierra en la microcuenca del río Tabarcia...... 89 Figura 21. Uso de la tierra en la microcuenca del río Viejo...... 91 Figura 22. Uso de la tierra en la microcuenca del río Picagres...... 93 Figura 23. Uso de la tierra en la microcuenca del río San José...... 96 Figura 24. Tanques y captación Garita dentro de ACOPAC...... 97 Figura 25. Uso de la tierra en la microcuenca del río Quivel...... 98 Figura 26. Uso de la tierra en la microcuenca del río Jorco...... 99 Figura 27. Ventanas para ingresar los datos de calibración para correr el modelo SINMAP...... 106 Figura 28. Índice de Estabilidad en la microcuenca del río Tabarcia...... 112 Figura 29. Índice de Estabilidad en la microcuenca del río Viejo...... 112 Figura 30. fndice de Estabilidad en la microcuenca del río Picagres...... 113 Figura 31. Índice de Estabilidad en la microcuenca del río San José...... 113 Figura 32. Índice de Estabilidad en la microcuenca del río Quivel...... 114 Figura 33. fndice de Estabilidad en la microcuenca del río Jorco...... 114 Figura 34. Índice de Susceptibilidad en la microcuenca del río Tabarcia...... 118 Figura 35. Índice de Susceptibilidad en la microcuenca del río Viejo...... 118 Figura 36. Índice de Susceptibilidad en la microcuenca del río Picagres...... 120 Figura 37. Índice de Susceptibilidad en la microcuenca del río San José...... 120 Figura 38. Índice de Susceptibilidad en la microcuenca del río Quivel...... 121 Figura 39. fndice de Susceptibilidad en la microcuenca del río Jorco...... 121 Figura 40. Inventario de deslizamientos de la microcuenca del río Tabarcia...... 124 Figura 41. Efectos de inestabilidad de laderas en la Planta Potabilizadora...... 126

ix Figura 42. Situación cronológica de la captación del río Negro, del 2009 al 2012...... 127 Figura 43. Tubería principal y afectación por deslizamientos en microcuenca Tabarcia...... 128 Figura 44. Inventario de deslizamientos de la microcuenca del río Viejo...... 129 Figura 45. Situación de inestabilidad cerca de la estación de bombeo Cañales...... 130 Figura 46. Deslizamiento Bajo Máquinas y captación Cañalitos...... 131 Figura 47. Inestabilidad de laderas en Tanque de almacenamiento La Fila...... 132 Figura 48. Inventario de deslizamientos de la microcuenca del río Picagres...... 133 Figura 49. Inventario de deslizamientos de la microcuenca del río San José...... 136 Figura 50. Efecto de fuerte aguacero en captación Alto La Legua...... 138 Figura 51. Deslizamiento masivo Los Lagos...... 139 Figura 52. Inventario de deslizamientos de la microcuenca del río Quivel...... 140 Figura 53. Inestabilidad de laderas en tanque de almacenamiento Bajo La Legua...... 141 Figura 54. Inventario de deslizamientos de la microcuenca del río Jorco...... 142

Índice de tablas

Tabla l. Comunidades por microcuenca del área de estudio...... 7 Tabla 2. Sistemas de acueductos de Puriscal que conforman el área de estudio...... 16 Tabla 3. Clasificación de Movimientos de Pendiente según Cruden y Varnes (1996)...... 18 Tabla 4. Definición de clases del índice de estabilidad (IE)...... 36 Tabla S. Definición de zonas homogéneas para la microcuenca del río Picagres...... 42 Tabla 6. Escala Numérica de Saaty modificada por Roa (2006)...... 49 Tabla 7. Determinación de los pesos de los criterios mediante el Método de Jerarquías Absolutas...... 50 Tabla 8. Características de las Formaciones Geológicas del Área de Estudio...... 62 Tabla 9. Afectación de acueductos de algunos cantones de San José debido al Huracán Tomas.... 73 Tabla 10. Superficie de coberturas forestal y no forestal según microcuenca...... 85 Tabla 11. Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Tabarcia...... 88 Tabla 12. Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Viejo...... 89 Tabla 13. Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Picagres...... 92 Tabla 14. Infraestructura del acueducto de la cuenca del río San José...... 94

X Tabla 15. Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Quivel...... 98 Tabla 16. Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Jorco...... 100

Tabla 17. Parámetros de calibración del área de estudio para el modelo SINMAP...... 107 Tabla 18. Resumen de las principales características de las microcuencas y deslizamientos identificados del área de estudio...... 125 Tabla 19. Infraestructura del AyA amenaza por procesos de inestabilidad de laderas en el área de estudio...... 144 Tabla 20. Validación de los resultados del Índice de Estabilidad (SINMAP) y el Índice de Susceptibilidad (EMC) según la amenaza actual identificada...... 146

Índice de gráficos

Gráfico 1. Mínimas, máximas y promedios de precipitación. Desde 1985 hasta 1995. Estación Meteorológica Puriscal Carit, 800 m.sn.m...... 71 Gráfico 2. Mínimas, máximas y promedios de precipitación. Desde 1980 hasta 1997. Estación Meteorológica La Víbora, 880 m.sn.m ...... ····················· 71

Gráfico 3. Mínimas, máximas y promedios de precipitación. Desde 1995 hasta 2010. Estación Meteorológica Escuela de Ganadería, 450 m.sn.m...... 72

Gráfico 4. Porcentaje de área en kilómetros cuadrados en una circunferencia entre 250 y 500 m alrededor de la infraestructura del AyA en el área de estudio...... 87 Gráfico 5. Porcentaje de Uso de la Tierra en el área de estudio...... 101

xi Lista de Abreviaturas

ACOPAC Área de Conservación Pacífico Central AHP Analytic Hierarchy Process ASADAS Asociaciones Administradoras de Sistemas de Acueductos y Alcantarillados Comunales Ay A Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados CARTA Costa Rica Airborne Research and Technology Aplications CEPAL Comisión Económica para América Latina CMDS Cumbre Mundial sobre Desarrollo Sostenible CMDR Conferencia Mundial sobre la Reducción de Desastres CME Comités Municipales de Emergencia CNE Comisión Nacional de Prevención de Riesgos y Atención de Emergencias DIRDN Decenio Internacional para la Reducción de Desastres Naturales EIRD Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres ESRI Environmental Systems Research lnstitute ID Identificación o Código IE Índice de Estabilidad IMN Instituto Meteorológico Nacional INEC Instituto Nacional de Estadística y Censo LPS Leica Photogrametric Suite MINAE (Actualmente MINAET}: Ministerio de Ambiente, Energía y Telecomunicaciones MDT Modelo Digital del Terreno MJA Método de las Jerarquías Analíticas OMS Organización Mundial de la Salud ONU Organización de las Naciones Unidas OVSICORI Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica PNGR Plan Nacional para la Gestión del Riesgo PNUD Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo PNUMA Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente RSN-UCR-ICR Red Sismológica Nacional SIG Sistema de Información Geográfica SINMAP Stability INdex MAPping SNPRAE Sistema Nacional de Gestión del Riesgo UCR Universidad de Costa Rica UNA Universidad Nacional UNICEF Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia

xii Resumen

Cita completa: Borges, J. y Mora, J.A. (2013) Determinación de la amenaza por deslizamientos en la infraestructura del sistema de acueductos administrados por el AyA en los cantones Puriscal y Mora, Costa Rica. Practica Dirigida de Graduación para optar por el grado de Licenciatura en Geografía. Escuela de Geografía. Facultad de Ciencias Sociales. Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica.

Resumen:

La presente es una propuesta metodológica para que el Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados aborde los estudios a nivel nacional de amenaza por deslizamientos. Estos acontecimientos junto con las inundaciones son las principales amenazas naturales que afectan el territorio costarricense. Por lo que es fundamental para una Institución que administra un recurso fundamental para la vida como lo es el agua, contar con herramientas adecuadas para identificar las amenazas que puedan comprometer la infraestructura vital del país.

La determinación de la amenaza por deslizamientos se realizó empleando técnicas convencionales como inventarios de deslizamientos, estudios geomorfológicos y trabajo de campo. Asimismo se aprovecharon las tecnologías actuales como los Sistemas de Información Geográfica (SIG) para ejecutar diferentes procesos: fotointerpretación en 3D por medio del montaje de fotografías crudas en un software especializado, en este caso ERDAS; Evaluación Multicriterio (EMC), ejecutada en AcrGis 10; y la utilización de una extensión libre para ArcView 3.3 especializada en modelar inestabilidad de laderas llamada SINMAP (Stability lndex Mapping).

Se escogió el acueducto de Puriscal como área piloto para ejecutar la metodología propuesta, debido a que es una zona históricamente conocida por su alta incidencia a la ocurrencia de deslizamientos. La red infraestructura! que conforma el acueducto de Puriscal abarca desde la planta potabilizadora, captaciones de agua, desarenadores, tubería principal, tanques de almacenamiento, tanques de distribución, estaciones de bombeo, entre otras. Son 43 componentes agrupados en seis microcuencas de los ríos: Tabarcia, Viejo, Picagres, San José, Quivel y Jorco, sumando un área total de 2 220, 46 km .

La propuesta procura que la Institución cuente con una metodología creada acorde a sus necesidades y realidades, que le permita cumplir con sus competencias según la Ley 8488 y el Plan Nacional de Gestión del Riesgo. Los resultados obtenidos pretenden ser de utilidad para que el AyA ejecute un Plan Integral de Gestión del Riesgo para la reducción de desastres en Puriscal, así como herramienta para la planificación de futuras obras de infraestructura.

Palabras clave: deslizamiento; amenaza; gestión del riesgo; AyA; acueductos; sistema de información geográfica; evaluación multicriterio; SINMAP.

Director de la Investigación: Dr. Rafael Arce Mesén

xiii Capítulo 1- Aspectos Generales

1.1 Introducción

El agua potable es indispensable para la vida del ser humano, sólo su cuerpo está constituido por un

70% de agua, por lo que para cubrir las necesidades diarias de su organismo se recomienda que las

personas beban 2 litros de agua potable al día. Estos datos son mencionados constantemente por los

medios de comunicación; sin embargo la mayoría de los ciudadanos, especialmente aquellos que

habitan en zonas urbanas, no reflexionan sobre lo que hay detrás de la distribución del agua y las

posibilidades de que la misma se vea entorpecida, simplemente se da por sentado su acceso;

especialmente en un país como Costa Rica, que posee una riqueza hídrica envidiable, posicionándose

como el tercer país centroamericano más rico, hídricamente hablando, y por tanto de los de mayor

oferta de agua dulce en el mundo (UNA, 2004).

Según el Primer Informe de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en el

Mundo (2003), sólo un 2.35% del agua dulce de la tierra es potable, para finales del 2010 el 11% de la

población mundial, 783 millones de personas, aún no tenía acceso al preciado líquido (OMS y UNICEF,

2012). En Costa Rica el Laboratorio Nacional de Aguas declaró que para el 2011 la cobertura de agua

potable en el territorio nacional abastecía al 90% de la población, por medio de la red de acueductos

nacional. No obstante del 10% que carecía de la inocuidad del agua, el 0,5% recibía el agua por

cañería en el patio, el 0,6% la obtenían del agua de lluvia, el 0,9% tenía pozo propio y el 0,4% de

nacientes o ríos, exponiéndose a contaminantes y microorganismos peligrosos para la salud (Mora,

Mata y Portugués, 2012).

La Ley No. 2726 publicada en 1961 en el diario oficial La Gaceta número 89, dicta la creación del AyA

como institución autónoma del Estado. Su artículo primero indica que dicha institución es "la encargada de dirigir, fijar políticas, establecer y aplicar normas, realizar y promover el planeamiento, financiamiento y desarrollo y de resolver todo lo relacionado con el suministro de agua potable y

recolección y evacuación de aguas negras y residuos industriales líquidos" en el país.

La infraestructura del sistema de abastecimiento de agua para consumo humano se llama red de acueductos; entre tanto el sistema de recolección de aguas pluviales y servidas se denomina red de alcantarillados. La disposición de ambos sistemas sugiere cierta lógica, que utiliza la fuerza

1 gravitacional como la energía necesaria para lograr el traslado del agua, por lo general en suave

descenso a lo largo del sistema de laderas que forma el relieve terrestre, que adquiere, por lo tanto

una importancia esencial en el suministro del agua, ya sea potable o no potable.

La desestabilización de una o varias laderas puede llegar a convertirse en una amenaza para el

sistema de distribución del recurso hídrico, que eventualmente podría traducirse en un desastre,

comprometiendo la salud y la vida humana, generando pérdidas tanto para el ente encargado de

distribuir el agua, como es el Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AyA), para las

comunidades afectadas y por ende para el país. En caso de que ocurra un eventual desastre en alguna

comunidad, uno de los primeros recursos que debe proveerse es el agua potable, es por ello que es

de vital importancia salvaguardar la infraestructura que se encarga de distribuir este invaluable bien.

No es sensato escatimar en acciones para proteger el vital recurso.

Según el Plan Nacional para la Gestión del Riesgo 2010-2015 (PNGR) elaborado por la Comisión

Nacional de Prevención de Riesgos y Atención de Emergencias (CNE) en el año 2010, es necesario

planificar e impulsar la inversión pública, con el fin de identificar y caracterizar las áreas vulnerables

para diseñar obras de mitigación, recuperación y reconstrucción. Debido a esto, el AyA como

institución del Estado, se ve obligado a zonificar los diferentes tipos de amenaza (por ejemplo por

inundaciones o deslizamientos) ante su infraestructura. El presente estudio geográfico se concentra

en el análisis de la amenaza por deslizamientos para seis microcuencas de los cantones Puriscal y

Mora, que corresponden al área de la cantonal de Puriscal que administra el AyA.

Varios aspectos como la tectónica y la sismicidad, las características de las formaciones geológicas, la geomorfología y las pendientes, el régimen de lluvias y el sobreuso de la tierra, pueden propiciar las condiciones para que una ladera se desestabilice. Los cantones Puriscal y Mora son sitios en donde la inestabilidad de laderas es recurrente, debido a la naturaleza y configuración de las variables mencionadas, sometiendo a la infraestructura de los acueductos a una amenaza constante. Por ello se considera conveniente zonificar y analizar dicha amenaza en función de la infraestructura de acueductos, donde la amenaza potencial por deslizamientos se obtuvo a través del modelo SINMAP.

De esta manera el AyA dispondrá de criterios técnicos-científicos para intervenir en la zona y proteger su infraestructura, con el fin de no afectar a las comunidades abastecidas por el sistema de acueductos.

2 1.1.2 Delimitación Geográfica

La investigación se desarrolló en las microcuencas de los ríos Tabarcia, Viejo, Picagres, San José,

Quivel y Jorco, ubicadas en los cantones Puriscal y Mora, de la provincia San José (Mapa 1). En este sitio se localiza la cantonal de Puriscal, la cual forma parte de la región central oeste, una de las seis

2 regiones administrativas del AyA. Las seis microcuencas abarcan un área total de 220.46 km • El criterio para delimitar el área de estudio obedece fundamentalmente a dos razones:

1. El motivo principal es que la ubicación del sistema de acueductos de Puriscal no se ajusta a límites administrativos. Como se observará en los mapas resultantes de la investigación, la infraestructura analizada se distribuye en seis microcuencas que no se ubican en un solo cantón, ya que la planta potabilizadora y las 2 captaciones que abastecen el 60% del sistema se localizan en

Mora, específicamente en los ríos Tabarcia y Negro (afluente del primero), el resto de componentes pertenecen al cantón Puriscal, por ello es que debía delimitarse el área utilizando criterios que no fuesen límites artificiales.

2. La segunda razón es que la cuenca hidrográfica es la unidad natural por excelencia, para el ejercicio de la disciplina geográfica una unidad de estudio fundamental, cada cuenca presenta una dinámica biofísica distinta, sumado a ello el modelo utilizado para realizar el cálculo del índice de estabilidad de laderas (SINMAP) trabaja por medio de esta unidad espacial. Se tomó como supuesto que posiblemente habría diferencias importantes en los resultados obtenidos para cada una de estas.

Es importante aclarar que el análisis se focalizó sobre el área más influyente de cada cuenca hacia la infraestructura, aspecto que se esclarece en la metodología.

1.1.3 Planteamiento del Problema

La infraestructura del sistema de acueductos es vulnerable ante amenazas naturales o humanas: las tuberías se pueden romper, los tanques de almacenamiento se pueden dañar, las captaciones de agua pueden ser obstruidas, el agua podría contaminarse y las operaciones pueden interrumpirse por cortes de energía eléctrica; sólo por mencionar algunas. Situaciones que pueden llegar a implicar graves repercusiones para la población, la salud pública, actividades económicas y el ambiente, a su vez se transforma en grandes pérdidas materiales para la institución encargada de administrar dicho recurso (AyA) y por consiguiente en mermas para el país, por tratarse de una institución del Estado.

3 El problema descrito se enmarca dentro de la temática de gestión del riesgo, específicamente

engloba el elemento "amenaza" (ver en el acápite 1.3.3, pág. 23), en este caso la amenaza por

deslizamientos, dada en los cantones Puriscal y Mora donde su presencia es inminente. Desde el

2006, con la publicación de la Ley Nacional de Emergencias y Prevención del Riesgo en el diario oficial

La Gaceta Número 8, el AyA se ha visto en la obligación de contar con un plan institucional articulado

con el Plan Nacional de Gestión del Riesgo (PNGR). Para lograr esto es fundamental que la Institución

conozca con detalle las amenazas ambientales que hacen vulnerable su infraestructura en todo el

país.

1.1.4 Justificación

Costa Rica, al ser un país geológicamente joven, presenta una fuerte geodinámica, que se refleja en la

frecuente activación de fallas que ocasionan sismos con intensidad suficiente para desestabilizar las

laderas; debido a elfo el ri·esgo a sufrir desastres a causa de deslizamientos es sumamente alto en ciertos lugares. Los deslizamientos son producto no sólo de agentes geológicos, sino de un conjunto de factores antrópicos y naturales complementarios que provocan su activación y disparo: como las lluvias intensas, pendientes abruptas, la geomorfofogía del sitio, fuerte meteorización de la roca y el uso inapropiado del terreno (por ejemplo la deforestación y el uso ganadero).

Entre los lugares más vulnerables del país ante esta amenaza se encuentra Puriscal, que se vio afectado por un enjambre sísmico ocurrido entre los meses de abril y junio de 1990, reactivando numerosos deslizamientos en la zona; durante el fenómeno se registraron cerca de 17696 eventos sísmicos con magnitudes que oscilaron entre 4.0 y 5.0 grados en la escala Richter (RSN, 1990). Las consecuencias, producto de esta crisis sísmica, dieron lugar a que la región central de los cantones

Puriscaf y Mora fuese declarada por decreto Área de Emergencia Nacional, según se publicó en la

Gaceta Número 122 del jueves 28 de junio de 1990.

Además, en el sitio se ha dado un preocupante proceso de deforestación producto de la extracción de madera para la comercialización, años después se deforestaron otras áreas para utilizarlas en agricultura y ganadería. Padilla (1992) menciona que un problema observable en Puriscal es la tala de

árboles en terrenos con fuerte pendiente y, como afirma Bonilla (1983) cercanos a captaciones de agua. A pesar de que en la zona solo se concedían autorizaciones selectivas para explotación maderera, el 90% de los permisos otorgados se referían a la corta de árboles en cafetales y cañales para eliminar sombra, según Jiménez (1983).

4 ------Mapa 1 - Microcuencas que conforman el Área de Estudio 1

458800 84 º16'30"W 473600

Simbolo gia N Elaborado por: Proyección CRTM 05 • Poblados Altitud Máxima· 2384 46 Jenny Borges Salas DatumWGS84 @ Infraestructura AyA José Mora Calderón Fuente: Escala Absoluta .JV- Red Hídrica Mlnima 227.456 Atlas ITCR 2008 1: 140 000 C::3 Area de Estudio i Proyecto Carta 2005 Amparando el enunciado sobre la deforestación en el sitio, Padilla (1992) continúa diciendo que uno

de los problemas ecológicos que más se evidencia en la zona, es la eliminación casi total de la

cobertura boscosa y un fuerte conflicto entre el uso actual y el potencial de la tierra, es decir su

capacidad de uso. Sumado a ello los habitantes locales desconocían o no realizaban prácticas como

rotación de cultivos, fertilización adecuada, y prácticas de conservación de suelos, por lo que las

cosechas mermaban y se veían en la necesidad de talar y quemar más bosque para luego dejar al terreno desgastado convertirse en charral o pasto.

Cerca del año 1960 gran parte de la población de Puriscal emigró debido al agotamiento de sus

suelos, ya que fueron utilizados de manera no planificada e intensiva. Todo esto condujo al

incremento de la deforestación por la necesidad de utilizar otras áreas para cultivar. Otro factor desencadenante de la pérdida boscosa en la zona fue la apertura del camino a Acosta y a Salitrales a

partir de los años 60, trayendo como consecuencia que la mayor parte de la superficie del sitio se convirtiera en caminos y potreros (Sánchez, 1990).

Factores sociales como el sobreuso de la tierra aunado al histórico proceso de deforestación, junto con el desarrollo de la ganadería en lugares con pendientes abruptas; factores ambientales como la tectónica del sitio, formaciones geológicas altamente meteorizadas, una topografía irregular, un suelo con alta presencia de arcillas y gran actividad hidrotermal Brenes (2013), hacen del área de estudio una zona vulnerable a la amenaza por deslizamientos.

Tomando en cuenta que los servicios básicos, como el de abastecimiento de agua potable y alcantarillado, son vulnerables frente a estas amenazas, es pertinente tener presente las condiciones ambientales de los sitios en donde se ubica el sistema de acueductos. Para tomar las medidas requeridas y salvaguardar el suministro del recurso hídrico, en especial si se toma en cuenta que el agua potable es el principal recurso que se debe proporcionar a las poblaciones afectadas por desastres, por múltiples motivos de higiene y salud pública.

Si uno o varios deslizamientos repercuten negativamente en la infraestructura que distribuye el agua potable en Puriscal, unas 28.000 personas (Madrigal, 2010, comunicación verbal) de al menos 75 comunidades (Tabla 1), se podrían ver afectadas directamente por la carencia de este recurso. Por lo anterior, cabe recalcar la importancia para la zona la realización de esta investigación, que le permita al AyA, tomar medidas para solucionar o solventar situaciones de amenaza latente por deslizamientos.

6 Tabla 1 Comunidades por microcuenca en el área de estudio

Floralia, Cañales Arriba, Bajo Máquina, San Rafael Abajo, Junquillo Abajo,

Viejo Junquillo Arriba, San Rafael Arriba, Bijagual, Rio Viejo, Pueblo Nuevo, Calle

Herrera, Bajo Claras, San Antonio, Estero, Corrogres.

Cerbatana, Víbora, Mercedes Norte, San Isidro, San Juan, Guatuso, Corteza!, San José Barbacoas, Piedades.

Coyolar, Bajo Badilla, Polca, Bajo Cardenas, Bajo Mora, Candelarita, Bajo Jorco Chacones, Bajo Cerdas, Pozos, Canales Abajo.

Fuente: ITCR, 2008.

1.1.5 Marco Político Estratégico

Existen convenios internacionales que respaldan la importancia de gestionar el riesgo ante los desastres y amenazas, en los países más vulnerables del globo, como Costa Rica. Cuando se habla de

Gestión del Riesgo en materia internacional, no puede dejarse de lado a las Naciones Unidas (ONU) y su Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres (EIRD). En el Informe Mundial Sobre

Iniciativa para la Reducción de Desastres: Vivir con el Riesgo, elaborado en el 2004 por la EIRD, se hace mención al Decenio Internacional para la Reducción de Desastres Naturales (DIRDN) (1990-

1999), el cual surge por la creciente preocupación por los efectos de los desastres, su consigna es construir una cultura de prevención.

Durante el DIRDN se planteó la Estrategia y Plan de Acción de Yokohama para un Mundo más Seguro, conocida también como Estrategia de Yokohama, la cual fue diseñada durante la Conferencia Mundial sobre la Reducción de los Desastres Naturales, realizada en Yohokama, Japón en 1994. La Estrategia indica a todos los países la responsabilidad soberana y fundamental de proteger a su población, su

7 infraestructura y su patrimonio nacional, social y económico de los efectos de los desastres de origen

natural.

En mayo de 1999, se publica Una Estrategia para Reducir la Vulnerabilidad Ambiental frente a los

Desastres de Origen Natural en América Central: Una Gestión Ambiental y Evaluación de la

Vulnerabilidad, esta fue una iniciativa de gran importancia para la vinculación de la gestión ambiental

con la reducción del riesgo de desastres. La Estrategia fue elaborada en conjunto por la Comisión

Económica para América Latina (CEPAL), el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo

(PNUD), el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y el Banco Mundial. El

documento muestra un panorama general en materia de desastres y vulnerabilidad, proponiendo el

financiamiento de numerosos proyectos de vasto alcance para gestionar el apoyo internacional que

se requiere para rehabilitar Centroamérica. Así mismo, en la Cumbre Mundial sobre Desarrollo

Sostenible (CMDS), llevada a cabo en el 2002, se aprobó el Plan de Acción de Johannesburgo, que

incluye dentro de sus objetivos el reducir el riesgo y la vulnerabilidad para el año 2015 (EIRD, 2004).

En enero del 2005, durante la Conferencia Mundial sobre la Reducción de Desastres (CMDR),

celebrada en Kobe, Hyogo, Japón, 168 gobiernos (incluido Costa Rica) adoptaron el Marco de Acción

de Hyogo 2005-2015, este brinda una serie de principios guías, acciones prioritarias y medios

prácticos para aumentar la resiliencia de las comunidades vulnerables a desastres. Dentro de sus

lineamientos se puede mencionar que "la reducción de riesgos de desastre es una temática que

concierne a múltiples sectores en el contexto del desarrollo sostenible y por tanto constituye un

elemento importante para la consecución de los objetivos de desarrollo incluidos en la Declaración

del Milenio" (EIRD, 2008).

Esta serie de convenios, así como sus lineamientos, afortunadamente no han quedado ajenos a las

políticas que ha adoptado el país en los últimos años. En efecto las premisas más importantes han servido de base para crear la Reforma de la Ley de Emergencia del 2006, No. 8488, la cual representa el principio de las transformaciones institucionales que deben efectuarse en cuanto a Gestión del

Riesgo se refiere y por consiguiente, los compromisos que el Estado Costarricense ha asumido en esta

materia, que sin lugar a dudas no deberían ser tomados a la ligera.

8 1.1.6 Marco Legal

La normativa del país ha experimentado un cambio en materia institucional con respecto al tema de riesgo, debido a que la Reforma de la Ley de Emergencia del 2006, Ley No. 8488, define la política nacional, donde se delimita y crea el Sistema Nacional de Gestión del Riesgo (SNPRAE). Aquí se cita que el Estado costarricense deberá desarrollar las acciones ordinarias "para reducir las causas de las pérdidas de vidas y las consecuencias sociales, económicas y ambientales, inducidas por los factores de riesgo de origen natural y antrópico".

La Comisión Nacional de Prevención de Riesgos y Atención de Emergencias (CNE) elaboró el Plan

Nacional para la Gestión del Riesgo 2010-2015 (PNGR), publicado anualmente desde el año 2010, consiste en un marco estratégico para la aplicación de la política de la Gestión del Riesgo, dentro de la

CNE el ente encargado de elaborar este plan es el Departamento de Planificación. Es importante mencionar que en el capítulo 11 de dicho Plan, se define la gestión del riesgo como "una política pública transversal a todas las políticas de desarrollo y establece la obligación de todas las instituciones de incluir la temática en su propia planificación y de asignar presupuesto a las actividades relacionadas con el tema del riesgo de desastres" (CNE, 2010).

En el PNGR se hace mención al AyA a quien le compete al menos tres políticas, según las matrices de responsabilidades institucionales, la meta del lineamiento de la política de mayor importancia para el presente estudio es que para el "año 2012 el país contaría con un diagnóstico integral del riesgo relacionado con la infraestructura pública vital". Dicha meta pertenece al lineamiento de la política de

"planificar e impulsar la inversión pública para la identificación y caracterización de áreas vulnerables y para el desarrollo de obras de mitigación, recuperación y reconstrucción" (CNE, 2010, pag. 33).

Según García (2013) hasta la fecha se ha realizado cuatro Foros Nacionales de la Gestión del Riesgo, donde participan todas las Instituciones y expertos competentes en la temática, empero en la práctica a nivel nacional se ha avanzado muy poco, por lo que no se ha cumplido la meta.

García y Jara (2010) afirman que el AyA al pertenecer al Sistema Nacional de Gestión del Riesgo

(SNPRAE) establecido en la Ley No. 8488, una de sus obligaciones es contar con un plan institucional articulado con el Plan Nacional de Gestión del Riesgo (PNGR). Al igual que el resto de Instituciones del

Estado, el AyA no ha logrado completar su Plan Institucional, los avances en esta temática son lentos.

La presente investigación pretende ser un aporte a esta importante tarea que ha asumido la

9 Institución y el país como tal, por medio del estudio de una de las zonas más problemáticas en cuanto a deslizamientos se refiere.

1.1.7 Antecedentes

Se han realizado numerosas investigaciones en el área de Puriscal y sus alrededores donde se relaciona la situación del entorno con el sistema de acueductos y alcantarillados. La mayoría de estos trabajos son ingenieriles, pero describen y analizan variables geográficas de gran importancia para el presente estudio. Las unidades espaciales de dichas investigaciones no coinciden con el área de estudio de la presente investigación, es decir los diferentes autores no analizan todas las microcuencas que contempla este trabajo, pero sus análisis locales sobre ciertas captaciones de agua, tuberías, lugares específicos como Desamparaditos, o el deslizamiento de Santiago, permiten tener una idea del contexto de algunos sitios ubicados en el área de estudio.

Ramírez (1981) realizó una investigación sobre la zona de recarga de las captaciones de

Desamparaditos de Puriscal; allí describe cualitativa y cuantitativamente diversas variables geográficas como el clima, la topografía, la geomorfología, la geología y los suelos. En cuanto a la geología del sitio afirma que su área de estudio se ubica sobre el Grupo Aguacate, que se compone de brechas volcánicas, tobas soldadas, lavas andesíticas y andesítico-basálticas. Asegura que las rocas de este Grupo, al ser de naturaleza volcánica muy antigua, se encuentran profundamente meteorizadas.

En realidad esta litología en el área de estudio se conocía como Grupo Aguacate, ya que hoy se encuentra mayormente caracterizada, Denyer y Arias (1991) la definen como la formación Grifo Alto, la cual conforma la superficie en la que se asientan las captaciones de Desamparaditos.

En el sector de Santiago de Puriscal, Reiman (1981) estudió la factibilidad técnica y económica para la utilización del recurso hídrico en la ciudad Santiago y sus alrededores. Menciona que la deforestación existente en la zona, junto con las fuertes pendientes, han provocado la pérdida del suelo por erosión, debido a la escorrentía superficial. Recomienda coordinar con la Dirección Forestal un plan para reforestar urgentemente la región, principalmente algunas microcuencas como la de los ríos San

José, Picagres y Marín. Recuérdese que las microcuencas de los ríos San José y Picagres son parte de esta investigación.

En el año 1985, el Departamento de Estudios y Proyectos del AyA realizó un informe sobre la situación de la zona de recarga de las fuentes del cerro La Cangreja de Puriscal. Esta área se ubica fuera de las microcuencas de estudio de este trabajo, empero es considerado relevante para la

10 investigación ya que se afirma que es de vital importancia conservar el cerro por encontrarse aún

protegido con cobertura boscosa. En este estudio del AyA también se reitera el grave problema de

deforestación y la sobreutilización de los suelos de Puriscal, provocando serios problemas de

inestabilidad de laderas.

El Ay A elaboró un informe sobre el Acueducto Regional de Puriscal y Mora para el año 1987, el fin fue

ejecutar un proyecto para abastecer con agua potable a la población de los cantones de Puriscal y

Mora mediante la construcción de sistemas de agua potable en toda la región. Se menciona que, con

excepción de Santiago, las localidades del área cuentan con fuentes de abastecimiento en estado

deplorable, tanto en calidad como en cantidad. En los últimos años la institución ha trabajado en este

asunto, según Pablo Fernández, funcionario de la Cantonal de Puriscal del Instituto (2013,

comunicación verbal), la implementación de cloración de agua ha mejorado en gran medida, por lo

que ahora se brinda un servicio de agua potable de muy buena calidad y cantidad.

También para el año 1987, Martínez desarrolló un estudio de pre-factibilidad para la disposición de

las aguas servidas de la ciudad de Santiago de Puriscal. Menciona que los materiales geológicos del

sitio son de origen tanto sedimentario (conglomerados, lutitas y aluviones) como volcánico

(aglomerados y lavas andesíticas). Por otro lado el autor señala que Puriscal presenta problemas

relacionados con la inestabilidad de laderas, los cuales frecuentemente se convierten en

deslizamientos y agrietamientos de considerable magnitud.

Agnarsson y Dubios (1993) realizaron un análisis sobre la deformación del deslizamiento de Santiago

de Puriscal. El estudio consistió en investigar los movimientos en masa del centro de Puriscal en

diferentes periodos a lo largo del año a partir de puntos de control, el movimiento más largo de uno

de los puntos es de 2,4 cm en el intervalo de marzo de 1991 a agosto de 1992, no obstante al inicio de

dicha investigación los autores aseguran que el deslizamiento de Santiago tiene una velocidad de 5 a

15 cm por año en dirección noroeste. En cuanto a sus conclusiones, aseguran que se necesita de un

mayor número de puntos de control y un período de recolección de datos más largo para obtener suficiente detalle y así lograr datos más precisos para un mejor análisis.

Los trabajos realizados por los diferentes autores comprenden aspectos claves para esta

investigación, como son los estudios geomorfológicos, geológicos, de factibilidad y monitoreo del deslizamiento de Santiago. Todos coinciden en que es un problema la poca cobertura boscosa,

además confirman que en las zonas analizadas existen una gran cantidad de deslizamientos. Estos

11 estudios se ubican en las microcuencas de los ríos San José, Viejo y Picagres, como se ha dicho en el

acápite 1.1.2, el presente trabajo se desarrolla en esas tres microcuencas y en las de los ríos Ta barcia,

Quivel y Jorco, las cuales carecen de estudios previos.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo General

Analizar la amenaza por deslizamientos sobre la infraestructura del sistema de acueductos en los

cantones Puriscal y Mora administrados por el AyA, con el propósito de que la Institución disponga de

criterios técnicos-científicos que garanticen la sostenibilidad de los mismos.

1.2.2 Objetivos Específicos

1.2.2.1. Identificar los sitios donde han ocurrido deslizamientos que puedan afectar la

infraestructura del sistema de acueductos.

1.2.2.2. Zonificar la amenaza potencial por deslizamientos en el área de estudio.

1.2.2.3. Analizar los sitios más vulnerables ante este evento en función del espacio geográfico.

1.2.2.4. Proponer una metodología para el estudio de la amenaza por deslizamiento sobre los

acueductos.

1.3 Marco Conceptual

El problema de estudio de esta investigación radica en que la infraestructura del sistema de

acueductos de las microcuencas de los ríos Tabarcia, Viejo, Picagres, San José, Quivel y Jorco en los

cantones Puriscal y Mora, es vulnerable ante la amenaza por deslizamientos. Para comprender las

verdaderas implicaciones para la sociedad civil y la Institución Estatal, de cualquier daño que pueda

ocurrir a algún componente de la infraestructura del AyA, es necesario ahondar en las definiciones,

dinámica y composición del sistema de distribución del recurso hídrico, es decir los acueductos y

alcantarillados.

Así mismo, es pertinente aclarar conceptualmente los fundamentos teóricos de términos relevantes

para este estudio, como lo es el concepto deslizamiento, por ser el objeto a investigar en este trabajo.

Además de la diferenciación entre amenaza, vulnerabilidad y riesgo, al enmarcarse la investigación en

la temática de gestión del riesgo y tener como objetivo general diseñar una metodología para

12 estudiar la amenaza por deslizamientos. Finalmente se aclara la base teórica para el modelaje de la

amenaza por movimientos de remoción en masa, específicamente sobre el software modelador de

amenaza potencial por inestabilidad de laderas SINMAP.

1.3.1 Sistema de distribución del recurso hídrico: Los Acueductos y Alcantarillados

El agua es distribuida por medio de un sistema complejo que se encarga de abastecer a las

comunidades con este recurso vital, este sistema no solo distribuye el agua para consumo sino que también transporta las aguas residuales, este sistema es conocido como un acueducto y alcantarillado. Es necesario diferenciar ambos conceptos, un acueducto es un sistema de abastecimiento público de agua, el cual funciona bajo la fuerza de gravedad o por bombeo; en cambio un alcantarillado es el sistema encargado de recolectar, tratar y disponer las aguas residuales.

Aunque ambos tienen funcionalidad distinta se encuentran profundamente relacionados (Figura 1), ya que los dos se encargan de recolectar, tratar y transportar el recurso hídrico (McGhee, 1999).

Figura 1 Representación de un sistema de acueducto y alcantarillado

13 Según el reglamento de las Asociaciones Administradoras de Sistemas de Acueductos y

Alcantarillados Comunales (ASADAS) publicado en La Gaceta No. 150 del 5 de agosto del 2005,

mediante el Decreto Ejecutivo No. 32529-S-MINAE del 2 de febrero del 2005 (Poder Ejecutivo, 2005),

el acueducto es el "sistema formado por obras accesorias, tuberías, o conductos de caracteres

diferentes, cuyo objeto es captar, tratar y distribuir agua potable, aprovechando la gravedad, o bien,

la utilización de energía para su correspondiente bombeo, con la finalidad de proporcionar agua a un

núcleo de población determinado. Comprende también los factores involucrados en la conservación y aprovechamiento del recurso natural y las obras de infraestructura, su construcción, mantenimiento,

reposición y sostenimiento". Este sistema se compone generalmente de captaciones de agua,

tuberías de conducción, plantas potabilizadoras, tanques de almacenamiento, tuberías de

distribución y redes de distribución.

Se define el alcantarillado sanitario como el "sistema formado por colectores, subcolectores, sistemas

de tratamiento, obras accesorias, tuberías o conductos generalmente cerrados y que conducen aguas

negras u otros desechos líquidos para ser tratados y dispuestos cumpliendo las normas de calidad de

vertidos que establece el Reglamento de Vertidos en el Decreto Ejecutivo 26042-S-MINAE" (Poder

Ejecutivo, 2005, agosto 5). Es indispensable tener clara la diferencia entre un sistema de acueducto y

un sistema de alcantarillado para esta investigación, ya que la misma se centrará en los acueductos

administrados por el AyA en las microcuencas de los ríos Tabarcia, Viejo, Picagres, San José, Quivel y

Jorco, en los cantones Puriscal y Mora.

A continuación se detalla conceptualmente los componentes más importantes de un sistema de

acueducto, como lo son captaciones de agua, mecanismos de distribución por gravedad y bombeo, sistema de tuberías y plantas potabilizadora; también se precisará la diferencia entre un

alcantarillado sanitario de un alcantarillado pluvial.

Las captaciones de agua pueden provenir de aguas subterráneas o de aguas superficiales como ríos,

lagunas o lagos. Es usual que las aguas subterráneas sean de mejor calidad que las aguas superficiales ya que son menos costosas en cuanto a aprovechamiento y por lo general proporcionan un suministro más estable; por ello es frecuente que se prefieran las aguas subterráneas para suministros de agua potable, aunque una de las desventajas que tienen es que pueden estar contaminadas con materiales tóxicos o peligrosos, de los que posiblemente no tengan conocimiento ni el público en general ni las entidades reguladoras. Por otro lado las captaciones de aguas

14 superficiales están sujetas a grandes variaciones en flujo y calidad, y las estructuras de captación

deben ser diseñadas para que el flujo requerido pueda ser utilizado a pesar de esas fluctuaciones

naturales (McGhee, 1999).

La distribución del agua puede realizarse de tres formas: mediante gravedad, por bombeo con

almacenamiento o por bombeo sin almacenamiento. La distribución por gravedad es posible sólo

cuando la fuente de suministro está localizada a gran altura sobre el nivel de la comunidad, esta es la

técnica más aconsejable siempre que haya múltiples conductos bien protegidos llevando el flujo a los

usuarios. El bombeo con almacenamiento es el método de distribución más común donde el agua es

bombeada a una tasa más o menos uniforme, el exceso se almacena en tanques elevados distribuidos

por todo el sistema, el agua es almacenada para equilibrar tanto las tasas de bombeo a corto plazo

como el suministro y la demanda a largo plazo, el almacenamiento puede también ser necesario para

equilibrar la demanda en un prolongado periodo de alto uso. El bombeo sin almacenamiento es el

método menos aconsejable puesto que no provee de flujo de reserva en algún evento de falta de

energía, y por ende las presiones fluctuarán en gran proporción con las variaciones de flujo. (McGhee,

1999).

El sistema de tuberías puede ser subdividido en líneas principales también llamadas arteriales, líneas secundarias y líneas pequeñas de conducciones de distribución. Los conductos primarios o arteriales forman la estructura básica del sistema y llevan el flujo desde la estación de bombeo hasta y desde los tanques elevados de almacenamiento y las comunidades (CSAR, 1997). Las líneas secundarias forman circuitos más pequeños entre las tuberías principales y van de una línea principal a otra; las pequeñas conducciones de distribución forman una malla sobre toda la zona de servicio, abasteciendo de agua a los usuarios y a los hidrantes, están conectadas a conductos principales, secundarios y a otros pequeños por ambos extremos, poseen válvulas con el fin de que el sistema pueda ser cerrado para reparaciones sin privar de agua a una gran zona.

En un sistema de acueducto el agua es tratada para una variedad de propósitos que incluyen remoción de microorganismos patógenos, sabores y olores, color, turbiedad, minerales disueltos y materiales orgánicos peligrosos, todo esto se ejecuta en una planta potabilizadora. Existen diversos procesos de potabilización del agua tales como la coagulación, floculación, sedimentación y filtración.

Según McGhee (1999), existe otro sistema complementario al acueducto que se encarga de la recolección y tratamiento de aguas residuales, este sistema es llamado como alcantarillado. Las aguas residuales pueden ser sanitarias, que engloba aquellas que se originan en los dispositivos sanitarios

15 de instalaciones residenciales, comerciales e industriales, o pueden ser pluviales, que corresponden al

producto de la precipitación. Ambas deben ser introducidas deliberadamente a las alcantarillas con el

fin de ser transportadas, tanto las aguas residuales como las aguas pluviales son transportadas por

dos tipos diferentes de alcantarillados: el sanitario y el pluvial.

El alcantarillado sanitario corresponde al grupo de conductos que recoge las aguas servidas de una

comunidad, estos se clasifican en tres tipos: las previstas domiciliarias son las tuberías que recogen

las aguas de las casas o edificaciones y las descargan a otro conducto llamado subcolector, este

conducto subcolector se compone de las tuberías que reciben las aguas residuales de las previstas

domiciliarias; el colector secundario es el tubo que recibe las aguas residuales de dos o más

subcolectores, finalmente estos convergen a un colector principal el cual recibe las aguas residuales

de uno o más colectores secundarios (CSAR, 1997).

Según el autor (CSAR, 1997), el alcantarillado pluvial consta de un conjunto de canales que recogen

las aguas producto de las precipitaciones atmosféricas sobre una comunidad transportando las aguas

de lluvia hacia los ríos, acequias o cauces naturales. Tanto el sistema pluvial. como el sanitario no trabajan a presión, ya que utilizan las diferencias de niveles como medio para crear el flujo, por lo que

los dos son sistemas por gravedad.

El sistema de acueductos de la cantonal de Puriscal se subdivide en cinco sistemas o acueductos con

una funcionalidad propia: Santiago, Mercedes Norte, Alto La Legua, La Gloria y San Gabriel

(Fernández, 2013, comunicación verbal). Este trabajo no contempla las unidades de La Gloria y San

Gabriel, debido a dos razones: 1) Respetar el interés de la institución en analizar sólo tres sistemas ubicados en las seis microcuencas que componen el área de estudio (Tabla 2) y 2) Según el señor

Fernández no han tenido problemas en su infraestructura por deslizamientos en esos dos sistemas.

Tabla 2 Sistemas de acueductos de Puriscal que conforman el área de estudio

Tanque Almacenamiento La Legua Toma 2 y cisterna, bombeo Alto La Legua Alto La Legua Toma 1 Alto La Legua Captación Garita Captación Garita Mercedes Norte Captación Garita Tanque Captación Garita Bombeo Desamparaditos Toma Tabarcia Santiago Captación arriba Desamparaditos (4) Toma Rio Negro Captación abajo Desamparaditos (1, 2, 3) Planta Potabilizadora

16 Bombeo Bajo Burgos Inyección Planta Potabilizadora Captación Piedades Booster San Antonio Bombeo Piedades Tanque Principal Junquillo Tanque Distribución Piedades Tanque Almacenamiento Cerbatana Tanque Nuevo Barbacoas Tanque Almacenamiento Bajo La Legua Tanque Viejo Barbacoas Tanque Barrio La Cruz Toma de Barbacoas Tanque Candelarita Santiago Tanque de Bombeo Barbacoas Tanque de Almacenamiento Polka Tanque almacenamiento Santa Cecilia Tanque Cerdas Captación, cisterna, bombeo, San Antonio Tanque de Distribución Morado Tanque almacenamiento La Fila Desarenador del Río Tabarcia Naciente y captación La Fila Inyección San Antonio Tanques almacenamiento San Antonio Tanque concreto de Santiago Estación de bombeo Cañales Tanque almacenamiento Pozos Captación y tanque cisterna Cañalitos Tanque almacenamiento Bajo Badilla Fuente: Fernández, 2013

1.3.2 Los Deslizamientos

Los deslizamientos son espectaculares acontecimientos geomorfológicos que forman parte de lo que se conoce como procesos gravitacionales o movimientos de remoción en masa, estos últimos se entienden como los movimientos pendiente abajo de los materiales de la ladera (roca, regolito y suelo) bajo la influencia de la gravedad sin precisar de un agente de transporte fluido, según

Brunsden (1979) citado por Alcantará (2000), es este último aspecto el que los diferencia de los procesos erosivos (Tarbuck y Lutgens, 2005). El origen del término mass movement o movimientos de masa se remonta a 1894, cuando Penck hace distinción entre mass movement y mass transporto transporte de masa, donde el primero hace referencia a los movimientos bajo la influencia de la gravedad sin medio de transporte y el segundo considera el material transportado por agentes como el agua, el aire o el hielo. Hansen (1984) menciona que es en este punto donde inician los problemas de categorización de este fenómeno.

Debido a la complejidad que implica estudiar los movimientos de masa y los diferentes enfoques que le han dado diversas disciplinas, se han propuesto gran variedad de clasificaciones, muchas tuvieron gran acogida en la época en la que fueron publicadas. Según Gutiérrez (2008) y Alcanta.rá (2000), las diferentes clasificaciones para los fenómenos de movimientos de masa expuestas por distintos autores son las siguientes:

17 • En 1938 Sharpe clasifica los movimientos en masa en función del material movilizado, tipo y

velocidad de movimiento;

• Para 1943 Terzaghi, llamado el padre de la mecánica de suelos, basó su clasificación en las

propiedades físicas de las rocas afectadas;

• Varnes en 1958, utilizando criterios similares a los de Sharpe, propuso una clasificación, la

cual mejoró considerablemente en 1978;

• En 1969, Skempton y Hutchinson se basaron en los principios de la estructura del suelo y la

presión de los fluidos en los poros para su clasificación geotécnica;

• Para el mismo año, Zaruba y Melc fundaron su clasificación en el carácter de las rocas

afectadas y en los tipos de movimiento;

• Para 1975 Crozier fundamenta su clasificación morfométrica con índices morfométricos y

grupos de procesos.

• La clasificación europea ofrecida por el programa EPOCH en 1993 elabora una diferenciación

entre el tipo de movimiento y los materiales involucrados, a partir de las clasificaciones que

elaboraron Varnes en 1978 y Hutchinson en 1988.

En la actualidad, Gutiérrez (2008) y Alcantará (2000) mencionan que las clasificaciones más consistentes son las de Varnes (1978), la de Hutchinson (1988) y la clasificación de Cruden y Varnes

(1996), la cual se detallará a continuación ya que tal y como se aprecia en la Tabla 3, esta clasificación toma en cuenta el tipo de movimiento y tipo de material, lo cual es un aspecto importante para la presente investigación.

Tabla 3

Clasificación de Movimientos de Pendiente según Cruden y Varnes (1996)

(grueso) fino

Caída de roca Caída de detritos Caída de tierra

Vuelco Vuelco de roca Vuelco de detritos Vuelco de tierra

Deslizamiento Deslizamiento de roca Deslizamiento de detritos Deslizamiento de tierra

Esparcido Roca esparcida Detritos esparcida Tierra esparcida

Flujo Flujo de roca Flujo de detritos Flujo de tierra

Fuente: Cruden y Varnes (1996).

18 La caída comienza con el desprendimiento del suelo o la roca de una pendiente abrupta a lo largo de

una superficie en donde toma lugar un pequeño o nulo desplazamiento de corte, el material

desciende principalmente por medio de caídas, rebotes o rodamientos, el cual puede ser muy rápido

o extremadamente rápido.

Cruden y Varnes (1996) afirman que el vuelco consiste en una rotación hacia afuera de la ladera de

una masa de roca o suelo, en torno a un punto o eje por debajo del centro de gravedad de la masa

desplazada. Según la clasificación de los autores existen vuelcos de roca, vuelcos de detritos y vuelcos de tierra.

El término deslizamiento comúnmente genera confusiones por lo que es importante recalcar que el vocablo nace de la traducción del término en inglés /andslide (Alcantará, 2000). Ambos son habitualmente utilizados en sentido amplio para referirse a la mayoría de variedades de movimientos de masa producidos en las laderas, sin embargo la verdadera traducción al castellano de lands/ide es deslizamiento de tierra, la traducción de slide corresponde propiamente a deslizamiento. Según

Cruden (1991) citado por Gutiérrez (2008) el término landslide se refiere al "movimiento de una masa de rocas, detritos o tierras hacia abajo de una ladera", y el término slide de acuerdo con Cruden y

Varnes (1996) es "el movimiento de ladera de una masa de suelo o roca que tiene lugar fundamentalmente sobre superficies de rotura o sobre estrechas zonas de intensa deformación por cizallamiento". Suárez (1998) tipifica las partes comunes de un deslizamiento las cuales son las siguientes (Figura 2):

• Escarpe principal: Se entiende como una superficie muy inclinada a lo largo de la periferia del

área en movimiento, causado por el desplazamiento del material fuera del terreno original.

• Escarpe secundario: Una superficie muy inclinada que se produce por desplazamientos

diferenciales dentro de la masa que está en movimiento.

• Cabeza: Partes superiores del material que se mueve a lo largo del contacto entre el material

movilizado y el escarpe principal.

• Cima: Punto más alto entre el material perturbado y el escarpe principal.

• Corona: Material que se encuentra en el sitio prácticamente inalterado y adyacente a la parte

más alta del escarpe principal.

• Superficie de falla: Área debajo del movimiento que delimita el volumen de material

desplazado.

19 • Pie de la superficie de falla: Línea, algunas veces tapada, de interceptación entre la parte

inferior de la superficie de rotura y la superficie original del terreno.

• Base: Área cubierta por el material perturbado abajo del pie de la superficie de falla.

• Punta o uña: Punto de la base que se encuentra a más distancia de la cima.

• Costado o flanco: Perfil del movimiento.

• Superficie original del terreno: Superficie que existía antes de que no se presentara el

movimiento.

Figura 2 Morfología de un deslizamiento

rCASEZA ICU[RPO,PIE,BASE--j 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 'f' ·· CABEZA 1 ESCARPE PRINCIPAL 1

ESCARPE .•- SECUNDARIO --~---

/ PIE DE LA FALLA PUNTA

Fuente: Suárez (1998).

Cruden y Varnes (1996) enfatizan en la distinción entre deslizamientos rotacionales y traslacionales

(Figura 3) como significativos en los análisis de estabilidad y métodos de control. Los deslizamientos rotacionales se dan a lo largo de una superficie de ruptura curva y cóncava (Cruden y Varnes, 1996), son movimientos más o menos rotacionales, alrededor de un eje que es paralelo a las curvas de nivel de la ladera (Gutiérrez, 2008). Cruden y Varnes (1996) mencionan que en los deslizamientos traslacionales la masa se desplaza a lo largo de una superficie de ruptura plana o ligeramente ondulada, deslizándose fuera de la superficie original del terreno. En esta investigación se hace mención del deslizamiento masivo o complejo, el cual se caracteriza por ser de gran tamaño (mayor a

0.4 km\ característica que permite que hayan deslizamientos más pequeños dentro de este.

20 Figura 3 Deslizamiento rotacional, traslacional y flujo de detritos

Rotacional Traslacional

Flujo de detritos Fuente: Mora (SF).

El esparcido es una extensión de masa cohesiva de suelo o roca combinada con la subsidencia de la masa del material cohesivo fracturado ante un material más suave que se encuentra por debajo del anterior, la superficie de ruptura no es una superficie de corte intenso; la mayoría de estos fenómenos son resultado de la licuefacción o flujo (y extrusión) del material más blando.

El flujo es un movimiento espacialmente continúo en el cual la superficie de corte o separación es de una vida corta (Cruden y Varnes, 1996), implica una mayor deformación interna que un deslizamiento, los movimientos tienen lugar sobre un gran número de pequeñas superficies de cizalla o porque el contenido de agua en la masa es alto lo que hace que se comporte como un fluido

(Gutiérrez, 2008).

En el estudio de los movimientos de masa es de primordial importancia el reconocimiento de los factores que condicionan la estabilidad de las laderas y aquellos otros que los desencadenan

21 (Gutiérrez, 2008), según Crozier (1986) citado por Gutiérrez (2008) la inestabilidad se determina por las fuerzas desestabilizadoras externas que afectan la misma. Así mismo, se afirma que los procesos gravitacionales están íntimamente ligados al ciclo geológico, donde procesos de larga duración como la epirogénesis, meteorización, erosión, entre otros son los que preparan las condiciones para que se desencadenen los movimientos en masa (Gutiérrez, 2008).

De acuerdo con Cruden y Varnes (1996), los deslizamientos de tierra pueden aeberse a causas geológicas, morfológicas, físicas y antrópica:.., dunque solo una suele ser la desencadenante. En ocasiones pueden producirse estos fenómenos sin que exista una causa aparente desencadenante, sino que se originan por varios factores que se combinan, como la meteorización que paulatinamente produce una disminución de la resistencia al cillazamiento de la ladera, según Wieczorec (1996) citado por Gutiérrez, (2008).

Suárez (1998) asegura que cada formación geológica posee una susceptibilidad específica a los deslizamientos. Cuando un talud está formado por varios tipos de roca, el comportamiento geotécnico del conjunto es diferente al de cada material por separado, es por ello que deben estudiarse las propiedades de cada tipo de roca, las características de sus discontinuidades y a su vez la interacción de las propiedades y discontinuidades dentro del conjunto.

Las principales causas geomorfológicas detonantes de estos procesos están constituidas por la energía del relieve, la geometría (altura, longitud y forma) y la exposición de la ladera, así mismo se sabe que en laderas de escasa inclinación se originan muy pocos deslizamientos, según distintos investigadores la mayoría de estos se desarrollan entre 28 y 45 grados, cuando las laderas son muy abruptas los deslizamientos generados son muy numerosos, sobre todo en relación con fuertes lluvias. Precisamente es la precipitación el más importante de los parámetros climáticos que controlan la ocurrencia de deslizamientos, debido a que es el principal contribuyente a la ruptura de la ladera, lo cual puede desencadenarse al aumentar la presión de agua en los poros, reduciendo la resistencia del material por hidratación de arcillas, pero también por el peso adicional del agua de lluvia, por la acción como agente de meteorización y por la socavación basal cuando se dan crecidas en los ríos (Gutiérrez, 2008).

Según Gutiérrez (2008) la fuente más importante de incremento transitorio de esfuerzo de cizalla en las laderas es el efecto mecánico de los sismos, afectando primero la aceleración del terreno, donde

"la fuerza adicional es igual a la masa del deslizamiento (potencial) por la aceleración sísmica, que

22 puede superar 0,5 veces la aceleración de la gravedad". Al actuar esta fuerza en varias direcciones

puede dar inicio al movimiento por aumento de la fuerzas desestabilizadoras, asimismo la aceleración

producida por el terremoto puede producir efectos en la cohesión del material influyendo

indirectamente en la estabilidad.

Un factor que condiciona la estabilidad de las laderas es la vegetación, su efecto en la estabilidad de

taludes se comienza a considerar hasta en la década de 1960. Desde entonces se ha comprobado que

el papel que juega la vegetación en las laderas es complejo debido a que favorece tanto a la

estabilidad como a la inestabilidad. Según Greenway (1987) citado por Gutiérrez (2008) entre los

beneficios de la vegetación se encuentra la interceptación, que reduce la infiltración por las pérdidas

de absorción y evaporación, el tipo de vegetación, tanto en el talud como en el área arriba del talud

es un parámetro importante para su estabilidad. La vegetación cumple dos funciones principales, en

primer lugar tiende a determinar el contenido de agua en la superficie y, además, da consistencia por

el entramado mecánico de sus raíces (Suárez, 1998).

No obstante, la vegetación puede significar efectos negativos en las laderas como es la apertura de

grietas en los macizos rocosos, las raíces y los tallos aumentan la capacidad de infiltración y flujo

superficial; este mecanismo puede promover deslizamientos sobre laderas muy inclinadas con suelos

superficiales (Gutiérrez, 2008). Algunas formas de siembra que se dan a lo largo de las curvas de nivel

favorecen la infiltración del agua de escorrentía, minimizando el transporte de suelo por erosión pero

facilitando la formación de niveles freáticos altos y de grandes deslizamientos, por ejemplo en

Colombia la ocurrencia de deslizamientos es mayor en áreas cultivadas que en los bosques naturales

(Suárez, 1998),

El estudio de So (1971) citado por Gutiérrez (2008) señala que el 35% de los 700 deslizamientos

desencadenados por una intensa tormenta en junio de 1966 en Hong Kong se localizan más

frecuentemente en las pendientes con mayor vegetación, que ocupan sólo el 8.4% de la región. La

vegetación puede transmitir al suelo las fuerzas desestabilizadoras derivadas de la acción del viento,

durante los fuertes vientos llega a producirse el arranque de árboles, en particular en aquellos de

raíces someras. Por otro lado se ha demostrado que la deforestación en las laderas trae consigo el desarrollo de deslizamientos.

Como afirma Cendrero (1992) mencionado por Gutiérrez (2008), es bien sabido que el crecimiento de la población humana y de su capacidad técnica para intervenir en el medio han afectado

23 considerablemente a los procesos que inciden en la superficie de nuestro planeta. Las excavaciones

modifican los perfiles de las laderas, lo que crea inestabilidad. Las sobrecargas son el resultado del

incremento de peso, como la construcción de terraplenes que con frecuencia suelen desmoronarse

parcialmente, esto también puede darse por la mala compactación de los materiales. La sobrecarga

de alguna infraestructura sobre la ladera también puede desestabilizarla. Los cambios de uso de la

tierra inducidos por el ser humano incrementan la erosión de los suelos, aumentan la escorrentía, lo

que trae consigo la activación y formación de deslizamientos ((Strahler, 1956) mencionado por

Gutiérrez, 2008).

Un solo factor no desencadena deslizamientos por sí solo, como si el espacio fuese univariable, es

decir es falso afirmar que sólo las fuertes lluvias desencadenan deslizamientos, o sólo los sismos los

provocan, o que la deforestación es la generadora. Estos eventos se generan por la conjunción de varios factores en un espacio geográfico determinado, donde algunos fungen como principales detonantes y otros como condicionantes. En el caso del área de estudio es necesario caracterizar varios componentes como sismicidad, geología, geomorfología, pendientes, uso de la tierra y precipitaciones, para conocer la dinámica de estos en dicho espacio y analizar la posible detonación de los deslizamientos.

1.3.3 La Amenaza como parte de Ja vida diaria

Uno de los objetivos específicos de este trabajo es zonificar la amenaza actual y potencial por deslizamientos en las seis microcuencas que componen el área de estudio, es pertinente aclarar qué se entiende en esta investigación por el concepto amenaza, ya que muchas veces se usa como sinónimo de vulnerabilidad o de riesgo, siendo cada uno conceptos distintos.

La amenaza es uno de los elementos fundamentales del riesgo, las Naciones Unidas en su Informe sobre Desastres Naturales y Análisis de Vulnerabilidad, mencionado por Faustino y otros (2006), la definen como la probabilidad de que ocurra un fenómeno natural o provocado por la actividad humana que dentro de un tiempo y lugar determinado se convierte en un peligro para las personas, edificaciones, instalaciones, sistemas y el medio ambiente. La EIRD (2004) la ha definido como aquel evento físico, fenómeno natural y/o actividad humana que es potencialmente perjudicial, capaz de causar la muerte o lesiones, daños materiales, así como la interrupción de la actividad social y económica o degradación ambiental.

24 Según la Ley Nacional de Emergencias y Prevención del Riesgo-Ley No. 8488- la amenaza se entiende

como el "peligro latente representado por la posible ocurrencia de un fenómeno peligroso, de origen

natural, tecnológico o provocado por el ser humano, capaz de producir efectos adversos en las

personas, los bienes, servicios públicos y el ambiente". Es decir, es la probabilidad de que un evento

físico de origen natural o antropogénico provoque daños a las personas, infraestructuras y al

ambiente. Por tanto el origen de las amenazas se debe a causas naturales, tecnológicas o

antropogénicas, y por ello que se clasifican en: naturales, tecnológicas, sociales, extraterrestres

(asteroides por ejemplo) y ambientales.

La presente investigación presta especial atención a las amenazas naturales y ambientales, las

primeras son entendidas por la EIRD como aquellos procesos o fenómenos naturales producidos en la

biosfera que pueden dar como resultado un evento perjudicial, causar la muerte o lesiones, daños

materiales, interrupción de la actividad social y económica o degradación ambiental. A su vez las

amenazas naturales se dividen en tres amplias categorías: a) hidrometeorológicas, son aquellos

procesos o fenómenos naturales de origen atmosférico, hidrológico u oceanográfico; b) geológicas,

son procesos o fenómenos naturales terrestres; c) biológicas, son procesos de origen orgánico o

transportados por vectores biológicos; las tres pueden causar la muerte o lesiones, daños materiales,

interrupción de la actividad social y económica o degradación ambiental.

Existe una relación sumamente compleja entre los distintos tipos de amenaza, lo que dificulta su

clasificación, por ejemplo un deslizamiento de tierra generalmente es considerado como una

amenaza geológica, pero si se transforma en una avalancha de lodo el término correcto sería

amenaza hidrogeológica, o si este fue provocado por movimientos de tierra realizados por el ser

humano se convierten en una amenaza de causa antropogénica. Los deslizamientos también pueden

verse influenciados y hasta provocados por la degradación ambiental, según la EIRD las amenazas

ambientales provocan la "disminución de la capacidad del ambiente para responder a las necesidades

y objetivos sociales y ecológicos. Los efectos potenciales son variados y pueden contribuir al

incremento de la vulnerabilidad, frecuencia e intensidad de las amenazas naturales".

Las amenazas también se pueden clasificar en primarias y secundarias. Las primarias usualmente generan amenazas colaterales o secundarias, en numerosos casos las colaterales representan un

peligro mayor, por ejemplo los daños que se relacionan a los terremotos muchas veces se deben a los

deslizamientos, o las consecuencias de las inundaciones ocasionadas por eventos

hidrometeorológicos en algunas zonas se ven acrecentadas también por deslizamientos.

25 El segundo elemento fundamental del riesgo es la vulnerabilidad, definido por la ley 8488: Ley

Nacional de Emergencias y Prevención del Riesgo (Asamblea Legislativa de la República de Costa Rica,

2006) como la "condición intrínseca de ser impactado por un suceso a causa de un conjunto de condiciones y procesos físicos, sociales, económicos y ambientales. Se determina por el grado de exposición y fragilidad de los elementos susceptibles de ser afectados tales como la población, sus haberes, las actividades de bienes y servicios y el ambiente, así como la limitación de su capacidad

para recuperarse".

La EIRD (2004) especifica que la vulnerabilidad se define según las condiciones determinadas por procesos y factores tanto físicos, sociales, económicos y ambientales que aumentan la sensibilidad de una comunidad determinada a los efectos de las amenazas. Por ello se dice que la vulnerabilidad se rige por las actividades humanas, por ende las acciones que se llevan a cabo en pro del desarrollo también deben ser consideradas, además refleja, tanto individual como colectivamente, las condiciones físicas, sociales, económicas y ambientales.

El último componente de la ecuación del riesgo (Figura 4) es definido de la siguiente forma: el riesgo es la "probabilidad de que se presenten pérdidas, daños o consecuencias económicas, sociales o ambientales en un sitio particular y durante un período definido, se obtiene al relacionar la amenaza con la vulnerabilidad de los elementos expuestos" según la Ley 8488 (Asamblea Legislativa de la

República de Costa Rica, 2006). Por su parte la EIRD (2004) define al riesgo como la probabilidad de que ocurran consecuencias perjudiciales o pérdidas esperadas, sean estas lesiones, muertes, propiedad, medios de subsistencia, interrupción de actividad económica o deterioro ambiental, resultado de interacciones entre amenazas naturales o antropogénicas y condiciones de vulnerabilidad.

Figura 4 Ecuación del riesgo

Amenaza Vulnerabilidad \

Fuente: Borges y Mora, 2013.

26 Queda claro que existe una diferencia mayúscula entre los conceptos riesgo, vulnerabilidad y

amenaza, tres conceptos que comúnmente son y han sido equivocadamente considerados como

sinónimos. Todos comparten la particularidad de ser probabilidades, pero definitivamente son

disímiles, tanto desde el punto de vista cualitativo como cuantitativo.

Para evitar dar cabida a próximos errores conceptuales se va a entender como desastre aquella

"interrupción seria del funcionamiento de una comunidad o sociedad que causa pérdidas humanas

y/o importantes pérdidas materiales, económicas o ambientales; que exceden la capacidad de la

comunidad o sociedad afectada para hacer frente a la situación utilizando sus propios recursos"

(EIRD, 2004). Por su parte la Ley 8488 (Asamblea Legislativa de la República de Costa Rica, 2006)

reconoce como desastre la "situación o proceso que se desencadena como resultado de un fenómeno

de origen natural, tecnológico o provocado por el hombre que, al encontrar, en una población,

condiciones propicias de vulnerabilidad, causa alteraciones intensas en las condiciones normales de

funcionamiento de la comunidad, tales como pérdida de vidas y de salud en la población, destrucción

o pérdida de bienes de la colectividad y daños severos al ambiente". El desastre es la materialización

del riesgo.

1.3.4 El modelaje como instrumento para determinar la amenaza por deslizamientos

Como se mencionó en el acápite anterior, uno de los objetivos específicos de este trabajo es zonificar la amenaza actual y potencial por deslizamientos. En el caso de la amenaza potencial se está asumiendo un posible escenario en función de la realidad, este se puede determinar estadísticamente con el fin de tener una herramienta que complemente el análisis de la amenaza por deslizamientos.

Existen varios tipos de modelos como los teóricos, estáticos, dinámicos, determinísticos, probabilísticos, entre otros, sin embargo se detallará lo que se ha considerado significativo para la presente investigación, con la intención de comprender la lógica del modelo a utilizar SINMAP.

Se ha llamado modelo a las versiones simplificadas de las interdependencias estructurales de las que la realidad se compone, se dice que es una estructuración simplificada de la realidad que teóricamente presenta en forma generalizada facetas y relaciones significativas de esta (Chorley y

Hagget, 1971). Según Skilling (1964) un modelo puede ser una teoría, una ley, una hipótesis, o una idea estructurada, una función, una relación, una ecuación o una síntesis de datos. Por su parte

Ramírez (2007) asegura que mediante los modelos se representa algún aspecto de la realidad, la cual

27 se trata de influir, controlar o entender con más precisión, según Chorley y Hagget (1971), bajo el

punto de vista de la geografía, los modelos bien desarrollados en el espacio (modelos espaciales) o

bien desarrollados en el tiempo (modelos temporales) tienen aplicación que se puede extender al

razonamiento sobre el mundo real.

Dentro de los diferentes tipos de modelos, Chorley y Hagget (1971) distinguen entre modelos

descriptivos y los normativos, los primeros interesados en ciertas descripciones estadísticas de la

realidad, y los últimos, en lo que pueda ocurrir si se presentan determinadas condiciones. Ramírez

(2007) afirma que los modelos se pueden clasificar de acuerdo a sus características distintivas, como

son el tipo, el comportamiento en el tiempo, y su accesibilidad para documentarse.

Otra clasificación de los modelos es agrupándolos en empíricos-teóricos, estáticos-dinámicos y

determinísticos-probabilísticos (Figura 5). Malczewski (1999) menciona que los modelos

determinísticos son los que hacen predicciones definidas de cantidades, dentro de cualquier

distribución de probabilidades; también se les puede definir como aquellos que se aplican a

problemas en los que hay un solo estado de la naturaleza, y dónde variables, limitaciones y

alternativas son, después de que se aceptan los supuestos conocidos, definibles, finitos y predecibles

con confidencia estadística. En otras palabras, un modelo determinístico se construye para una

condición de certeza supuesta, y el modelo asume que solo hay un resultado posible, el cual es

conocido, para cada acción o curso alternativo.

Figura 5

Tipos de Modelos para análisis

Modelos

Estáticos­ Determinísticos• mpírico-Teórico Dinámicos Probabilísticos

Fuente: Borges y Mora, 2013.

Los modelos estocásticos o probabilísticos contienen elementos aleatorios distribuidos dentro del modelo, de tal manera que predicen el valor previsto o una cantidad en términos de probabilidad de

28 ocurrencia. También se les puede definir como aquellos modelos cuantitativos en los que hay más de

un estado de la naturaleza y donde cada estado debe estimarse o definirse para permitir el cálculo de

los resultados condicionales de cada alternativa de decisión en cada estado; cuando riesgo e

incertidumbre están implicados en el problema de decisión, se emplean los modelos probabilísticas

cuantitativos (Krone, 1980).

Para esta investigación se decidió utilizar el modelo determinístico SINMAP, este es un programa o

software libre que requiere integrarle poca información para su aplicación: Modelo Digital del

Terreno (MDT), un inventario de deslizamientos y datos geotécnicos de calibración (cohesión del

suelo, densidad aparente, transmisividad y recarga), en función de esta información el modelo

construye un escenario de índice de estabilidad e inestabilidad, así como otros resultados que se

especificarán a continuación.

1.3.4.1 Modelo SINMAP

El modelo SINMAP (Stability INdex MAPping) se comporta de manera determinística cuando el valor

mínimo y máximo de los parámetros es el mismo, y cuando a la cohesión se le asigna el valor cero. En

los demás casos utiliza una función de probabilidad para obtener el valor de la misma de cada una de

las celdas del terreno asignándoles alguna de las categorías del Indice de Estabilidad (SI). SINMAP fue

creado por los profesores de Utah State University Robert T. Pack y David G. Tarboton, Craig N.

Goodwin de C.N. Goodwin Fluvial System Consulting, y Ajay Prasad, asistente graduado de

investigación de Ingeniería Civil y Ambiental de Utah State University.

El modelo fue elaborado en principio como una extensión libre del programa Are View versión 3.0a o superior con la extensión Spatial Analyst 1.0a o superior de Environmental Systems Research lnstitute

(ESRI), la nueva versión 2.0 fue creada para el software ArcGis 9.x y superior de la misma casa. En el

2009 el profesor Enrico Antonio Chiaradia de la Universitá degli Studio de Milano elaboró una versión para que funcionara con el software libre Map Window, basándose en el código fuente de la aplicación original, llamándolo MW-SINMAP.

SINMAP combina dos principios teóricos bien establecidos en el análisis de estabilidad de laderas: el balance entre fuerzas cortantes y resistentes, representado en este caso por un modelo simple de estabilidad de talud infinito; y la influencia de la presión de agua en los poros, representado por el

índice de humedad topográfica, proporcionando una clasificación de estabilidad del terreno a partir

29 de datos de pendientes y zonas de saturación de humedad en función de áreas de captación

específica. Además toma en cuenta parámetros cuantificadores de las propiedades de los suelos

como resistencia y densidad, y toma en cuenta factores climáticos como parámetros hidrológicos de

humedad (Pack y otros, 1998; Pack y otros, 2005).

Según Pack y otros (2005) el modelo de estabilidad del talud infinito analiza el equilibrio entre las

fuerzas desestabilizantes (gravedad) y las estabilizantes (fricción y cohesión) en un plano de falla

paralelo a la superficie del terreno (Figura 6). Estas últimas se ven muy afectadas en los trópicos

húmedos debido a la presencia de precipitaciones anuales importantes, las cuales generan un

aumento de la presión de agua en los poros de los materiales, causando un cambio de consistencia

que disminuye la cohesión y fricción interna, favoreciendo de esta forma los movimientos de

deslizamiento (Gutiérrez, 2001).

El modelo de estabilidad del talud infinito es definido como el factor de seguridad (FS), que es la

razón o proporción de fuerzas estabilizantes a desestabilizantes en un punto dado (Pack y otros,

2005). Comúnmente el factor de seguridad (FS) es empleado por la ingeniería para conocer cuál es el

factor de amenaza de que el talud falle en las peores condiciones de comportamiento (Suárez, 1998).

Las siguientes descripciones y fórmulas que explican el factor de seguridad (FS) son tomadas de T.

Pack, D.G. Tarboton, C. N. Goodwin, y A. Prasad (2005):

Figura 6 Esquema del modelo de talud Infinito

Fuente: Pack, Tarboton, Goodwin y Prasad (2005).

El ángulo del talud (8) es el arco tangente del talud, S, expresado como descenso por unidad horizontal de la distancia. La figura 6 ilustra la geometría asumida en la ecuación l.

El factor de seguridad (FS) está dado por:

30 2 FS = Cr + Cs + cos 0[p 5 g(D-Dw )+ (p 5 g-pwg)Dw]tancJ> (1) D ps gsin0 cose

3 Donde: Pw = Densidad del agua (kg/m ) 2 FS = Factor de Seguridad g =Aceleración gravitacional (9,81 m/s ) 2 C, =Cohesión de raíz (N/m ) D =Profundidad vertical del suelo (m) 2 Cs =Cohesión del suelo (N/m ) Dw = Altura vertical de la capa freática dentro e= Ángulo de talud(°) de capa de suelo (m) 3 Ps =Densidad del suelo húmedo (kg/m ) ©=Ángulo de fricción interna del suelo(°)

Claramente, el numerador representa la suma de las fuerzas resistentes y el denominador representa la fuerza cortante. Si FS es mayor a 1, El talud se considera estable; si FS es menor o igual a 1 el talud es potencialmente inestable. Dependiendo del valor de la obra y del riesgo asociado al fallamiento, en ingeniería se puede exigir un FS mayor o igual a 2 con el fin de asegurar la inversión.

El enfoque integra el modelo hidrológico, al interpretar el grosor del suelo específico perpendicularmente a la pendiente. El grosor o espesor del suelo h [m) y la profundidad se relacionan de la siguiente manera:

h = D cose (2)

Con este cambio FS se reduce a:

FS = C +cose (1-wr]tan

sin e (3)

Esta es la ecuación modificada del modelo de talud infinito que utiliza SINMAP.

Donde "w" es el porcentaje de saturación del perfil del suelo por encima del plano potencial de falla., y se expresa: w = Dw/D = l\._,/h (4)

"C" es la cohesión combinada (suelo y raíces) expresada en forma adimensional al dividir la densidad del suelo, el espesor y el valor de la fuerza gravitacional, indicado de la siguiente manera:

31 Es la humedad relativa

(5)

"r" es la razón (proporción) entre la densidad del agua y la densidad del suelo húmedo:

(6)

La ecuación (3) es la forma adimensional del modelo de estabilidad de pendiente infinita que se

utiliza en el programa. Esto es conveniente porque la cohesión, debido a las propiedades del suelo y

las raíces, se combina con la densidad del suelo y el grosor del suelo en un factor de cohesión sin

dimensión C (ecuación 5). Este cálculo se interpreta como el cociente entre la fuerza cohesiva

restauradora contra el peso del suelo. El peso del suelo se obtiene al multiplicar la densidad del suelo,

la profundidad del suelo y la gravedad (p, h g).

El segundo término el numerador de la ecuación (3) cuantifica la contribución a la estabilidad debido

a la fricción interna del suelo que se cuantifica en el ángulo de fricción (

(tan

reduce al incrementar la humedad del suelo debido al aumento en la presión de los poros y

reducciones consecuentes en las fuerzas normales acarreadas en la matriz del suelo. La sensibilidad a

este efecto se controla por la relación de densidad r (ecuación 6).

El valor de la pendiente en el cálculo del factor de seguridad (FS) de la ecuación (3) queda determinado por la razón cos

ladera. Prácticamente, el modelo trabaja al estimar la pendiente y la humedad para cada punto sobre la rejilla (grid), pero asumiendo que otros parámetros son constantes (o tienen probabilidades de distribución constantes) en áreas de mayor tamaño. Con la forma de la ecuación (3) esto se resume en asumir implícitamente que el grosor del suelo (perpendicular a la pendiente) es constante.

El índice de humedad topográfica se basa en que el aumento de la humedad del suelo o las zonas de saturación de la superficie tienden a ocurrir en áreas convergentes cóncavas, sumado al hecho de que los deslizamientos de tierra comúnmente se originan en los puntos de convergencia topográfica

(Montgomery y Dietrich, 1994 citado por Pack y otros, 2005). Para determinar este índice de humedad relativa se desarrolla la siguiente expresión:

32 w =Min( R ª .1 ) Tsin8 (7)

Donde el parámetro "a" llamado área de captación específica es definido como el área de la pendiente ascendente por unidad de longitud de contorno m2/m (Figura 7). El área de captación específica se encuentra estrechamente ligada a modelos hidrológicos tales como: TOPMODEL de

Beven y Kirkby (1979); THALES de Grayson, Moore y McMahon (1992); entre otros (Pack y otros,

2005). Apoyándose en estos modelos y otros modelos de humedad basados en la topografía, los autores hacen las siguientes suposiciones:

1. El flujo lateral subsuperficial somero del agua sigue los gradientes topográficos. Esto implica

que el área que contribuye al flujo en cualquier punto, está dada por el área de captación

específica definida por la topografía de la superficie.

2. La descarga lateral en cada punto está en equilibrio estable con el estado de recarga R [m/hr].

3. La capacidad de flujo lateral en cada punto es T sine, donde Tes la transmisividad del suelo

[m 2/hr], igual a la conductividad hidráulica (m/hr) por la profundidad del suelo h [m]. Es decir,

el flujo lateral de agua en el suelo está regulado por la conductividad hidráulica y profundidad

del suelo, así como la pendiente del terreno.

Figura 7 Esquema del área de captación específica

Unidad de \ longitu~d del conto\°

Fuente: Pack, Tarboton, Goodwin y Prasad (200S).

33 Los supuestos (1) y (2) implican conjuntamente que la descarga lateral (q), interpretados por la

profundidad del suelo por unidad de ancho de contorno [m 2/hrJ, es

q=Ra (8)

El supuesto (3) no asume el decrecimiento de la conductividad hidráulica con la profundidad. En su

lugar, se presume que la conductividad es uniforme en un manto de suelo sobrepuesto al lecho de

roca relativamente impermeable. Además, se utilizó sene en lugar de tane. Esto es más apropiado

porque la longitud de flujo es a lo largo de la pendiente. La diferencia entre tane y sene, que es

insignificante para ángulos menores, tiene importancia para las pendientes donde ocurren los

deslizamientos. Con el supuesto (3) se obtiene la fórmula de la humedad relativa (Ecuación 7).

La humedad relativa del suelo tiene un límite superior de 1 asumiendo que cualquier exceso forma

escorrentía. La humedad relativa define la profundidad relativa del nivel freático (tabla de agua)

1 sobre la capa del suelo. El cociente R/T en (7) que tiene unidades de [m- ], cuantifica la humedad

relativa en términos de recarga, asumida en estado estático del suelo para descarga lateral de agua.

Combina factores climáticos e hidrogeológicos. Puede asumirse que la cantidad (T/R) sene [m] es la

longitud de la pendiente (plana, no convergente), requerida para desarrollar la saturación, un

concepto que es útil para establecer las estimaciones de campo de R/T, el cual es tratado como un

único parámetro.

Para definir el factor de seguridad de la ecuación (3), se incorpora el índice de humedad

adimensional de la ecuación (7), resultando:

. R a ) d. e+ cos 9 [ 1-mm ---J . tan 'Y FS = T sin9 sin e (9)

Las variables a y e se derivan de la topografía del (MDT), mientras los valores de C, tane, r y R/T son ingresados por el usuario. El coeficiente r se trata como constante (con valor de 0.5), pero permite incertidumbre en las otras tres cantidades mediante la especificación de los límites superiores e inferiores. Estos límites definen formalmente los límites de la distribución de probabilidad uniforme

34 para lo cual estas cantidades se asume que varíen al azar. Se denota R/T=x, tane = t, y la distribución

de probabilidad uniforme con límites superiores e inferiores como:

C~ U(Cl,C2) x~U(x1,x2) (10)

t ~u (tl, t2)

La e y t más pequeña, (ex. C1 y tl} en conjunto con el x de mayor tamaño (ex. X2) definen el peor de los casos (más conservador) bajo esta incertidumbre asumida (variabilidad) en los parámetros.

Las áreas consideradas en el peor de los casos, FS mayor a 1 son, en términos del presente modelo

incondicionalmente estables y para la cual se define el índice de estabilidad como:

c 1 + cos0[1-mm( X2 ~ . l }]t¡ SI= FSmin =------­ 8 0 sin0 (11)

Para fas regiones donde el mínimo factor de seguridad es menor a 1, existe posibilidad (probabilidad)

de falla. Esto es una probabilidad espacial debido a la incertidumbre (variabilidad espacial) en C, tan y

T. Esta probabilidad tiene un elemento temporal, en fa que R caracteriza la humedad que podría

variar con el tiempo. Por lo tanto, la incertidumbre de x combina tanto las probabilidades espaciales

como temporales. En estas regiones (con FS min

SI = Prob (FS> 1) (12)

Sobre las distribuciones de C, x y t (ecuaciones 10). El mejor de los casos es cuando C = C2, x = xl,y t = t2, lo que lleva a

a e 2 + cos 8 [ 1- mi X¡-.l ]tz siu9 FSnta..'t =-~------.-....--~~~~ sin8 (13) En el caso que FSmax < 1, entonces

Sl = Prob(FS > 1) =O (14) 35 El valor del factor de seguridad oscila entre valores inferiores a O (áreas más inestables) y mayores a 1

(áreas menos inestables). Las clasificaciones de las áreas se observan en la Tabla 4.

Tabla4 Definición de clases del índice de estabilidad (IE) .

CLASES ESTADO PREDICHO RANGOS DE POSIBLE INFLUENCIA DE LOS .. PARÁMETROS FACTORES NO MODELADOS ..IE> 1,5 Zona de pendiente No se puede modelar Importantes factores de ·1 estable inestabilidad desestabilización son necesarios para inestabilizar l,5>1E> · Zona moderadamente No se puede modelar Factores de moderada 1,25 2 estable inestabilidad desestabilización son necesarios para inestabilizar l,25 > IE > l Zona de pendiente No se puede modelar Factores de mínima 3 cuasi estable inestabilidad desestabilización son necesarios para inestabilizar Zona de pendiente Rango medio pesimista Factores de desestabilización l> IE >0,5 .. 4 límite inferior requerido para la son necesarios para estabilidad inestabilizar 0,5>1E >O Zona de pendiente Rango medio optimista Los factores de estabilización límite superior requerido para la son pueden ser responsables de 5 .. estabilidad la estabilidad O> IE Zona de pendiente No se puede modelar Los factores de estabilización 6 límite prohibitiva inestabilidad son necesarios para estabilizar Fuente: Pack, Tarboton, Goodwin y Prasad (2005).

SINMAP requiere una escala de trabajo que vaya del 1:5000 al 1:20000, modela deslizamientos

traslacionales controlados por la convergencia de flujos de aguas subterráneas poco profundas, no

requiere de datos numéricos muy puntuales, sino que acepta rangos representativos y los resultados

de los índices de estabilidad resultantes del modelo deben ser interpretados como amenaza relativa.

Las razones por las que se optó utilizar SINMAP son variadas, entre ellas cabe mencionar que la

Institución está muy interesada en explorar herramientas libres, y el Modelo tiene la particularidad de

ser una aplicación open source capaz de correr en Map Window, herramienta con esta misma

característica. Tiene la facilidad de ser un programa al que se le integran datos, por lo que el usuario

no necesita programar los procesos, distintivo que a su vez facilita su corrida.

Al no requerir datos puntuales facilita la obtención de los mismos, especialmente en un país como

Costa Rica donde no se acostumbra a generar bases de datos con fines investigativos o mucho menos

que comprendan periodos largos de recolección, por ejemplo de estaciones climáticas. Toma en

cuenta parámetros determinantes en la inestabilidad de laderas como las pendientes, humedad del

36 terreno, cohesión de las partículas, entre otras, además de permitir determinarlos según el criterio del investigador por zonas homogéneas.

1.4 Metodología de trabajo

La metodología requerida para lograr los objetivos planteados, se explica seguidamente mediante una subdivisión en etapas de la investigación. Para ello se utilizó como guía la idea central de cada objetivo específico, aunque durante la ejecución del proyecto se evidenció que era fundamental caracterizar biofísicamente el área de estudio antes de fundamentar cada objetivo.

1.4.1 Etapa 1: Revisión bibliográfica

La primera etapa del proyecto consistió en la revisión bibliográfica con el fin obtener el conocimiento necesario para el desarrollo de la investigación. Esta se centró en los tópicos del recurso hídrico, el marco político estratégico y el marco legal que envuelve la gestión del riesgo, así como las funciones del AyA como Institución del Estado, es decir las obligaciones que tiene esta institución como gestora del recurso hídrico, y por ende la necesidad de contemplar el componente de riesgo en sus políticas de planificación.

Se abarcó la base conceptual de la problemática a investigar, donde destacan las teorías sobre la amenaza por deslizamientos, la teoría en la que se basa el modelo SINMAP, contenidas en el apartado del Marco Conceptual {al igual que otros conceptos detallados en esa etapa); además fue necesario conocer el funcionamiento de un sistema de acueducto: cómo se obtiene el agua, cómo se almacena y se distribuye, así como aclarar los conceptos que competen al tema de gestión de riesgo, es decir amenaza, vulnerabilidad y finalmente riesgo.

Se procuró conocer estudios previos realizados en la zona de estudio, haciendo énfasis en aquellos datos de mayor importancia para la presente investigación: deslizamientos detectados, enjambre sísmico en Puriscal en los años 90, antecedentes históricos, entre otros. Estas indagaciones fueron efectuadas en internet, en la biblioteca Luis Demetrio Tinoco de la UCR, en la biblioteca del Instituto

Costarricense de Acueductos y Alcantarillados y en la de la Comisión Nacional de Emergencias.

37 1.4.2 Etapa 2: Caracterización biofísica del área de estudio

Antes de iniciar con la zonificación de la amenaza por deslizamientos, fue necesario caracterizar

biofísicamente cada una de las seis microcuencas que componen el área de estudio, por lo que se

analizaron y describieron seis componentes básicos para la investigación: la tectónica y sismicidad, las

precipitaciones, la geología, la geomorfología y las pendientes, y el uso de la tierra. La forma cómo se

abordó cada uno de esos componentes se detalla a continuación.

El análisis de tectónica se obtuvo de libros, artículos y entrevistas de geógrafos y geólogos que han

estudiado la génesis y dinámica del territorio costarricense. Los datos de sismicidad fueron

suministrados por la Red Sismológica Nacional (RSN-UCR-ICE}, los mismos comprenden un intervalo

de 20 años, desde 1992 hasta el mes setiembre del año 2012. Este factor es imposible de omitir, sabiendo que los sismos junto con las lluvias son los principales agentes disparadores de

deslizamientos, tal como ocurrió con el acontecido enjambre sísmico de 1990, que disparó una gran cantidad de deslizamientos en la zona de estudio. La información provista por la RSN se complementó

con la interpretación y análisis del geólogo Mario Fernández (2012}, funcionario de PREVENTEC y de la RSN.

La información que corresponde a las precipitaciones fue brindada por el Instituto Meteorológico Nacional (IMN}. Se obtuvieron datos de las estaciones meteorológicas: Puriscal-Carit, Escuela Centroamericana de Ganadería y La Víbora, algunas circundantes al área de estudio, ya que las

ubicadas dentro de la misma se encuentran suspendidas o bien han sido cerradas. Estos datos complementan el análisis de la inestabilidad al articular la interpretación de los eventos de máximas

de precipitación con posibles procesos de remoción en masa.

Se debe recalcar que los datos brindados por el IMN corresponden a precipitaciones promedio

mensuales de las estaciones La Víbora, Puriscal-Carit y Escuela Centroamericana de Ganadería, donde

dos de las mismas se encuentran desactivadas desde el año 1997, sin embargo son de las pocas

estaciones que se ubican dentro del área de estudio, por lo que sus datos son necesarios para el análisis. Además de utilizar los datos de precipitación del IMN, se complementó la información con registros de daños a infraestructura debido a grandes eventos como huracanes, tal y como fue Tomas en el 2010.

La geología se obtuvo de los estudios elaborados por Denyer y Arias (1991}, de la región central de Costa Rica, utilizándose los mapas geológicos a escala 1:50 000 de las hojas Abra, Caraigres,

38 Candelaria y Río Grande. Se detalló y cuantificó el área de cada formación geológica que se

encuentra en cada una de las cuencas; esto con el fin de conocer cuál formación geológica predomina

en cada microcuenca y así vincular la composición de los materiales con la inestabilidad de laderas.

Se considera relevante conocer la geología debido a que dependiendo de los materiales que

constituyen cada formación geológica, aumentará o disminuirá la posibilidad de ocurrencia de

deslizamientos, esto sumado a los procesos de alteración y meteorización de las formaciones

superficiales.

Es necesario diferenciar conceptualmente suelo y formación superficial; por suelo se entiende el

sistema dinámico natural constituido por una mezcla de materiales minerales y orgánicos, aire y agua,

la cual se diferencia en horizontes o capas según las diferentes características de su formación

(Henríquez y Cabalceta, 2012). Por formación superficial se entiende el conjunto de esta misma

unidad (suelo), sin hacer distinción en sus horizontes, incluyendo el material parental u horizonte

rocoso, que no se contempla en la definición de suelo. En este estudio no se hará énfasis a los

diferentes horizontes que componen un suelo, si no que se determinarán las propiedades geofísicas

determinantes en la inestabilidad de laderas para toda la formación superficial en general.

La geomorfología se obtuvo de Madrigal y Rojas (1980), quienes elaboraron un atlas geomorfológico

de Costa Rica a escala 1:200.000, esta información se complementó con análisis realizados por

Bergoeing (2007}, Salazar y Madrigal (1994), Mora y Mora (1994) y Martínez de Pisón (1985), y se

validó con trabajo de campo. En el caso de este componente, se decidió caracterizar las principales

formas de origen geomorfológico del relieve del área de estudio y su vínculo tanto con la

inestabilidad de laderas como con la infraestructura del AyA. Por ejemplo el deslizamiento de

Santiago de Puriscal corresponde a una geoforma vinculada a la inestabilidad de laderas, y dentro de la misma existen componentes del sistema de acueductos que eventualmente pueden verse afectados por su movimiento.

Para analizar las pendientes se realizó un mapa en función de las curvas de nivel y se clasificó en tres categorías los ángulos de las pendientes: 1) O a 28º, 2) 28 a 45º y 3) 45 a 63º. El criterio que se utilizó para dicha clasificación obedece a que la mayoría de estudios que se han realizado sobre deslizamientos indican que estos ocurren por lo general en pendientes de 28 a 45º (Gutiérrez, 2008).

Sumado a ello para modelar cualquier fenómeno natural es indispensable que la información se encuentre lo más simplificada posible, de ahí la utilización de tres categorías, sin embargo en el área

39 de estudio hay pocas pendientes mayores a 45º, menos de 3%, por lo que se decidió agrupar la

segunda y tercer categoría en una sola: de 28 a 63º.

El uso de la tierra es considerado una variable determinante en la presente investigación, ya que las

modificaciones antrópicas sufridas en las laderas repercuten en la dinámica de las mismas. Durante el

desarrollo del proyecto se determinaron las categorías más adecuadas para este mapa, es relevante

aclarar que se tomó en cuenta los caminos, como complemento del análisis debido a que estos cortes

en el terreno pueden desestabilizar las laderas.

Antes de continuar es importante aclarar el término "uso de la tierra", Lücke (1999) menciona que el

uso actual del territorio es un elemento básico del análisis geográfico, sin embargo recalca la

necesidad de diferenciar entre los conceptos "uso de la tierra" y "uso del suelo". "Uso de la tierra"

comprende el ambiente físico como clima, vegetación, relieve, encerrando también las actividades

humanas presentes y del pasado en conjunto con sus resultados, ya sean positivos o negativos. Por

otro lado el concepto "uso del suelo" corresponde a una interacción más inmediata y estrecha de

éste como cuerpo natural, por tanto se define como el uso que se le confiere a dicho cuerpo (un

cultivo, una plantación forestal, etc.) y las respuestas biunívocas de ambos. Por tanto, el concepto

"uso de la tierra" es más sistémico y geográfico, y "uso del suelo" es un término agronómico que

relaciona el tipo de suelo con un cultivo o una plantación específica. Esta discusión no está acabada,

por ejemplo diferentes disciplinas como la arquitectura y la planificación utilizan el término "uso del suelo" para referirse al uso del caso del espacio urbano, sin existir conflicto por este empleo conceptual, sin embargo en la geografía esta discusión ha sido iniciada.

Con el fin de corroborar la deforestación presente en Puriscal, así como los diferentes usos que hay en el territorio, se decidió elaborar dos productos que representan el uso de la tierra. El primero es una figura cartográfica que detalla el uso presente en las áreas circundantes a la infraestructura del sistema de acueductos (con un radio que va de los 250 a 500 m), definiéndose como escala de digitalización 1: 10 000. Dicha escala permitió detallar e identificar seis categorías: forestal, pastos, pastos con árboles dispersos, cultivos, caseríos y mancha urbana. Se diferenció la mancha urbana de la ciudad Santiago de otras zonas urbanizadas que no forman parte de un "uso urbano" por su baja densidad, por lo que a esa categoría semi-urbana se le dio el nombre de "caseríos". Para ello se utilizaron las fotografías áreas del Proyecto Carta 2005, con las cuales se realizó un orto-mosaico con

89 fotografías ortorrectificadas para foto interpretar.

40 Para efectos de la presente investigación se seleccionaron cinco sitios que representan los lugares donde está la mayoría de la infraestructura del AyA, empero no se hizo un mapa porque el área de trabajo es extensa y no apreciaría el detalle como sí en una figura tipo lámina. Sin embargo está contemplado entregar al AyA la capa georreferenciada, así como los demás productos digitales generados.

El segundo producto es un mapa que cubre completamente el área de estudio. Se generó con base en la capa de coberturas obtenida del Proyecto Terra 98 a escala 1:25 000, cuyas categorías son: forestal

(que contempla la cobertura boscosa), pastos y cultivos. El principal propósito de este insumo fue facilitar la creación de las zonas homogéneas para el modelo SINMAP por medio de la simplificación de la información. Sin embargo permite facilitar el análisis de la variable deforestación, como se verá posteriormente. Se crearon dos categorías de uso: "cobertura forestal" y "no forestal", como

"cobertura forestal" se entiende aquellas áreas donde existe una densidad importante de árboles; la categoría "no forestal" comprende zonas de pastos, cultivos y urbanizadas.

Se confeccionó una tabla de infraestructura del acueducto por microcuenca, la intención es que sirva como herramienta para los funcionarios de la Institución, para que cuenten con un inventario con fotografías de cada elemento, que detalla de manera escrita el uso de la tierra inmediato a la infraestructura, y el estado físico de la misma, valorándola en buen o mal estado según el criterio de los funcionarios del AyA.

1.4.3 Etapa 3: Zonificación y análisis de la amenaza por deslizamientos

Una vez hecha la caracterización biofísica del área, y haber determinado la distribución y porcentajes del uso de la tierra, es posible iniciar la zonificación de la amenaza por deslizamientos. Se decidió analizar cada microcuenca por separado, partiendo de su especificidad como unidad espacial natural.

1.4.3.1 Propiedades geofísicas de las formaciones superficiales

La masa que se desliza en un deslizamiento es por lo general la formación superficial, y en ocasiones parte del estrato rocoso. Es necesario conocer previamente algunas de las propiedades físicas de las formaciones superficiales consideradas importantes para esta investigación: textura, conductividad hidráulica, densidad aparente y cohesión. Además de ser datos necesarios para el análisis, algunos de estos son requeridos como información de calibración para el modelo a utilizar SINMAP. Se llevó a cabo un muestreo de la formación superficial, en donde el criterio de selección de los sitios a

41 muestrear se realizó en función de unidades denominadas "Zonas Homogéneas" (Mapa 2). La

simbología de cada una de las zonas homogéneas está establecida de la siguiente manera: las

primeras siglas corresponden a la o las formaciones geológicas (detallado en el acápite 2.2, pág. 60) y

la segunda sigla corresponde a la cobertura, sea forestal (F) o no forestal (NF), por ejemplo la zona

homogénea Tm-pm-F corresponde a la Formación Peña Negra con cobertura forestal.

Las unidades o zonas homogéneas se crearon combinando dos criterios centrales para el análisis de

estabilidad del terreno: formación geológica y dos categorías del uso de la tierra (con bosque y sin

bosque) (Tabla 5). Se crearon zonas homogéneas para cada una de las microcuencas que componen

el área de estudio, conformando un total de veinte diferentes zonas homogéneas distribuidas a lo

largo de la zona investigada, las cuales varían según cada microcuenca. Por ejemplo la microcuenca

del río San José tiene dos zonas homogéneas mientras que la microcuenca del río Quivel posee ocho.

Tabla 5 Definición de zonas homogéneas para la microcuenca del río Picagres Formación Cobertura Zona Homogénea Geológica de uso

Formación La Cruz sin Sin Bosque Formación La Cruz bosque

Depósitos de avalancha ardiente

Formación Peña Negra

Formación Grifo Alto

Fuente: Borges y Mora, 2012

Finalmente solo se pudieron muestrear 12 zonas homogéneas, debido al difícil acceso (por lejanía, propiedad privada), sin embargo se debe resaltar que todas las zonas homogéneas donde se encuentra infraestructura del AyA fueron muestreadas. Se extrajeron al menos dos muestras de

42 ------Mapa 2 - Zonas Homogéneas

~~~~~~~- - 45 8800 84 ' 16 30'W 473500

Fuente: Atlas ITCR 2008 Escala Absoluta Proyecto Carta 2005 1: 140 000 Trabajo de Campo 2 400 4.800 7.200 9.600 Metros

Si m hología

• Poblados Zonas 1lomogéne as TQ-ga-N F Tm-lc-NF Tm-pn-NF Tmp-e-NF • Muestreo de Suelos K-cn-F Tm-bvc-F .. Tm-p-F Tmp-ce-F .vv-- Red Hídrlca K-cn-NF Tm-bvc-NF Tmp-ce-NF W Area de Estudio Qal-F Tm-Ic-F Tmp-e-F formación superficial por zona homogénea en cada una de las microcuencas. El mapa de pendientes,

acceso a paredones expuestos y otros criterios de campo también fueron considerados obtener las

muestras de formación superficial.

Todas las zonas homogéneas iban a ser integradas en SINMAP con la opción multi-región, sin embargo a la hora de ejecutar el modelo esta opción no funcionó, por lo que se procedió a correrlo de la manera convencional, utilizando una sólo la región de calibración por microcuenca. No obstante, debido a diferentes problemas técnicos referentes al software ArcView, se ejecutó el modelo una vez, escogiendo los datos mínimo y máximo más representativos del área de estudio visibles en la Tabla 17 (pág. 107).

Durante la recolección de materiales se anotaron datos relevantes como: nombre de la muestra, coordenadas de la muestra, número de fotografía, número del punto GPS, comentarios generales del sitio de extracción de la muestra (uso de la tierra inmediato, presencia de pedregosidad). Fue necesario caracterizar (brevemente) cada sitio de muestreo con el fin de comprender de forma más detalla la zona donde se extrajo cada muestra, además es un gran complemento durante la interpretación de los resultados.

Los materiales utilizados en el muestreo de formación superficial fueron: pala, cilindros metálicos

(para la prueba de conductividad hidráulica}, bolsas (de 10 x 15 cm) para la recolección de 73 muestras para textura, computadora portátil con programa GIS para observar en tiempo real la cartografía temática (como red vial, red hídrica, pendientes, ortofoto, entre otros}, GPS tipo navegador conectado a la computadora portátil y cámara fotográfica. Las muestras fueron procesadas en el Laboratorio de Geomorfología y Geopedología de la Escuela de Geografía de la UCR.

El dato de textura se obtuvo por medio del equipo Saturn DigiSizer 11 de la empresa Micromeritics, el cual calcula de forma exhaustiva el número de partículas de una muestra y las agrupa en categorías según el tamaño de las partículas contenidas. La textura permitió determinar la densidad aparente del suelo, utilizando el Spaw Model (Saxton y Willey, 2006), el programa contiene un módulo para calcular características hídricas del suelo, utiliza varios algoritmos para obtener diferentes datos, en el caso de la densidad aparente usa el algoritmo basado en la ecuación de Darcy, de la que se obtiene el flujo estimado de agua en determinado tiempo a través de una capa de suelo ..

Los datos de conductividad hidráulica se procesaron en cilindros de metal de 5 cm de diámetro y lOcm de alto, en total se recolectaron 67 muestras. Al igual que las características de retención de

44 agua, la conductividad hidráulica es una de las propiedades del suelo que determinan el comportamiento del flujo del agua en el suelo saturado, por ello se define como la capacidad del suelo saturado para permitir el movimiento del agua a través de sus poros. (Henríquez y Cabalceta, 2012).

En total se procesaron 140 muestras. Una vez que se obtuvieron los datos, se prosiguió con el análisis de los resultados del comportamiento de las formaciones superficiales, posteriormente la densidad aparente fue introducida dentro del modelo SINMAP así como el resto de datos de calibración (ver acá pite 1.4.3.3, pág. 42). Todos los datos referentes a las formaciones superficiales fueron registrados

en tablas de Excel® donde se sistematizó la información para cada microcuenca.

1.4.3.2 Zonificación de Ja amenaza actual por deslizamientos

La identificación de deslizamientos existentes permitió reconocer las zonas más vulnerables de acuerdo a los procesos de inestabilidad ocurridos hasta el momento; como resultado principal se

generaron dos mapas a escala 1: 10 000, el mapa de deslizamientos que se realizó en función de la infraestructura de fa Institución presente en la área de estudio, eso significa que no se cubrió la totalidad de las microcuencas, sino solamente las zonas circundantes a la infraestructura. El criterio para delimitar las zonas de influencia dependió de la morfología de la ladera donde se ubica cada componente del acueducto, se delineó un área circundante a unos 200 m alrededor de cada infraestructura, es decir las zonas que generan mayor influencia sobre la misma. El mapa detalla las partes que componen este proceso: coronas, zonas de ruptura y zonas de acumulación de material.

El segundo mapa corresponde a las zonas de ruptura de los deslizamientos, que es un inventario de deslizamientos, cartografiado como un mapa de puntos donde cada uno representa el área media de ruptura o la cicatriz del deslizamiento. Este mapa cubre toda el área de estudio, por lo que si el AyA decide construir más infraestructura en fa zona, puede consultar el insumo, y escoger un sitio

adecuado para edificar.

La cartografía de los procesos de inestabilidad se llevó a cabo por medio de la técnica fotogramétrica, la cual consiste en la fotointerpretación en 30 de las fotografías estereoscópicas del proyecto TERRA 1998, a escala 1: 25 000. Para ello fue necesario hacer el montaje de los pares estereoscópicos por

medio de la herramienta Leica Photogrametric Suite (LPS) del software ERDAS, en total se emplearon

16 fotografías para realizar el mosaico. La fotointerpretación se llevó a cabo por medio del Stereo

Ana!yst del software ERDAS. La técnica se complementó con la interpretación de fas curvas de nivel

45 generadas en el proyecto CARTA 2005, a escala 1:5000 y 1:10000 y su Modelo Digital del Terreno

(MDT).

A pesar de que los procesos de inestabilidad de ladera ocurren con frecuencia en sitios donde se han

dado deslizamientos, es necesario actualizar la información de lugares de especial interés, ya que las

fotografías son del año 1998. La actualización se realizó por medio de trabajo de campo,

específicamente verificando los principales eventos ubicados dentro del área de estudio, uno es el

caso del flujo de detritos ocurrido en el 2010 que afectó las tomas de agua del AyA ubicadas en el río

Negro. La comprobación de campo requirió de instrumentos como: computadora portátil, GPS tipo

navegador y cámara fotográfica, además de la ayuda del funcionario del AyA, Sr. Pablo Fernández,

quien aportó su conocimiento sobre los deslizamientos actuales del área de estudio.

El inventario de deslizamientos o mapa de zonas de ruptura es un insumo requerido por el modelo

SINMAP, consiste en un archivo de puntos en formato "shape" que puede ser utilizado en los

programas SIG ArcGis, MapWindow, entre otros. Este insumo es fundamental para que el modelo

identifique sitios con un antecedente de inestabilidad y que sean tomados en cuenta para el cálculo

del índice de estabilidad y de saturación.

1.4.3.3 Zonificación de la amenaza potencial por deslizamientos

Una vez que se completó la etapa de identificación de deslizamientos existentes donde se visualiza la

amenaza actual por deslizamientos, se continuó con la zonificación de la amenaza potencial por

deslizamientos. Para cumplir con este objetivo se utilizó la herramienta para modelar llamada

SINMAP (Stabilty lndex Mapping), cuya base teórica se explicó en el apartado del Marco Conceptual.

SINMAP genera dos mapas temáticos en formato "raster": el mapa índice de estabilidad y el mapa

índice de saturación o de humedad topográfica, siendo el principal resultado el índice de estabilidad

(IE) que clasifica o categoriza la estabilidad del terreno mediante un valor numérico para cada celda de la grilla (del raster) en el área de estudio; como complemento para el análisis del IE genera el

índice de humedad topográfica.

SINMAP requiere que cada cuenca esté dividida en regiones de calibración (que son las Zonas

Homogéneas) con el fin de obtener de cada una de ellas los datos numéricos de calibración necesarios para integrarlos al modelo. Las unidades o zonas homogéneas utilizadas son las que se detallaron anteriormente. Los datos numéricos de calibración que se calcularon de estas regiones homogéneas (solicitados por SINMAP) según Pack y otros (2005} son:

46 • El dato máximo y mínimo del ángulo de fricción;

• El dato máximo y mínimo en metros de la T/R {Transmisividad/Recarga);

• El dato máximo y mínimo de la cohesión del suelo.

Cabe recalcar que se establecen límites inferiores y superiores en estos rangos debido a que son datos variables en el área, por lo que se busca representatividad. También se tomó en cuenta las

2 3 3 constantes: gravedad en m/s y densidad del agua en kg/m , así como la densidad del suelo en kg/m , que, al igual que la cohesión, se calculó por medio de un muestreo y trabajo de laboratorio. Además se incluye el inventario de deslizamientos realizado en la etapa anterior.

El modelo SINMAP requiere de los datos mínimos y máximos del índice de humedad {T/R), este parámetro es considerado como la longitud de la ladera requerida para desarrollar la saturación de la conductividad hidráulica del suelo. Por ello, es necesario calcular la transmisividad {T) y recarga {R) de las microcuencas del área de estudio. Para obtener la transmisividad se utilizó la ecuación

{ecuación 15) referida por Pack, Tarboton, Godwin y Prasad {2005) la cual es:

T: (Ks)*h (15) Donde: Ks: Conductividad hidráulica o la permeabilidad del suelo. h: grosor del suelo por encima de la superficie de la falla.

El dato h se refiere al grosor de suelo por encima de la superficie de falla de los deslizamientos, este se calcula a partir de la diferencia longitudinal entre las curvas de nivel donde se ubica la ruptura de falla de los deslizamientos en el área de estudio. Para calcular la recarga se utilizaron los datos brindados por el IMN de las estaciones meteorológicas ubicadas dentro y cerca del área de estudio:

La Víbora, Puriscal-Carit y Escuela Centroamericana de Ganadería. Se obtuvieron los datos mínimos y máximos mensuales de cada una de las estaciones, tal y como lo realizó Camacho {2009), esos datos se utilizan para cada una de las seis microcuencas del área de estudio.

Se considera este modelo como el más adecuado debido a que permite trabajar a escalas semi­ detalladas, lo cual es de suma importancia para la gestión del riesgo. Toma en cuenta elementos determinantes para la detonación de deslizamientos, los parámetros de calibración con el conocimiento adecuado pueden ser generados por el investigador, sumado al hecho de no requerir

47 de largos períodos de generación de datos como otros modelos, lo cual es una gran ventaja en nuestro país, que carece en la mayoría de los casos de esta información. Finalmente, al no requerir datos numéricos muy puntuales, sino rangos representativos, disminuye en buena medida el laborioso y costoso trabajo de campo de los métodos geotécnicos.

1.4.3.4 Zonificación de la susceptibilidad a deslizamientos

Se aplicó la zonificación de la susceptibilidad a deslizamientos propuesta por Roa (2006), la cual consiste en una Evaluación Multicriterio (EMC) basada en el Método de Jerarquías Analíticas (MJA) de

Saaty (1990). La EMC funciona según la evaluación de alternativas, a partir de la definición de criterios, los cuales son atributos u objetivos considerados importantes para la ocurrencia de determinados problemas. La asignación de un peso para cada variable juega un rol fundamental en esta evaluación.

Según Cortés (2006) existen diferentes tipos de EMC basados en distintos métodos estadísticos, tal y como las basadas en funciones de utilidad, como el Método de la Teoría de la Utilidad MultiAtributo

(MAUT); el método ELECTRE 1, 11, 111 y IV y el método PROMETHEE, forman parte de las técnicas de sobre-calificación. Otra gran rama de las EMC que la autora (Cortés, 2006) menciona son las basadas en las clasificaciones de alternativas, como el método Arrow-Raynaud y el Método de las Jerarquías

Analíticas (MJA), utilizado en esta investigación.

El Método de Jerarquías Analíticas (MJA) es la traducción de Analytic Hierarchy Process (AHP) diseñado desde hace más de cuatro décadas por Thomas Saaty, profesor de la escuela Katz de

Administración de Empresas de la Universidad de Pittsburgh, Estados Unidos. Este método se basa en la obtención o pesos (preferencias) de importancia para los criterios y las alternativas, donde se establecen "juicios de valores" a través de la escala numérica de Saaty (Tabla 6). Según Pacheco y

Contreras (2008) esta metodología posee tres principios rectores: 1) la construcción de jerarquías, 2) el establecimiento de prioridades y 3) la consistencia lógica.

48 Tabla 6 Escala Numérica de Saaty modificada por Roa (2006)

Los dos criterios, (x) y ü), contribuyen de igual manera al 1 Igual preferencia proceso del deslizamiento. Pasadas experiencias favorecen ligeramente al criterio (x) 2 Preferencia moderada sobre el otro (j). Prácticamente la dominancia del criterio (x) sobre el otro (j) 3 Preferencia grande es demostrada. Existe evidencia que demuestra la supremacía del criterio 4 Absoluta preferencia (x). Fuente:Roa,2006

En el caso del presente estudio, basándose en la jerarquización que Roa (2006) establece, se han determinado las siguientes jerarquías: 1) inclinación de las pendientes; 2) curvatura del relieve, donde tiene mayor peso el relieve cóncavo; 3) disección del relieve (longitud del drenaje entre el área de

2 una cuadrícula de 600 m ) que busca identificar las áreas donde las corrientes fluviales han ejercido mayor acción erosiva; 4) relieve relativo (valor de la desviación estándar de las altitudes obtenidas del

Modelo Digital del Terreno (MDT) por unidad de superficie; una medida de la energía potencial de los materiales con respecto al nivel base local o dicho de otra manera, una medida del potencial de movilidad que tiene el terreno dentro de su entorno local); 5) distancia a drenajes, donde el peso más alto lo tiene el buffer que posee mayor cantidad de deslizamientos; 6) densidad de deslizamientos, donde tiene mayor peso las celdas de una cuadrícula de 600 m2 que posean más de seis deslizamientos; 7) unidades geológicas, en donde el valor más alto corresponde a la formaciones geológicas más propensas a deslizarse; y 8) el uso de la tierra, en el cual los pastos poseen el mayor peso.

Las diferentes variables que conforman las distintas jerarquías son capas de información geográfica en formato raster, por lo que el método requiere de un software especializado en Sistemas de

Información Geográfica (SIG), en este caso se utilizó ArcGis 10. Antes de iniciar el cálculo de pesos debe hacerse una normalización de los mapas originales, ya que las unidades de medida entre mapas difieren para poder compararlos. El valor mínimo corresponde a O, que representa la más baja potencialidad a desarrollar deslizamientos, y el valor máximo es 1 representando la más alta potencialidad. En el caso de la presente investigación los mapas fueron normalizados por el método del valor máximo, el cual consiste en dividir los valores de cada mapa por su máximo valor respectivo.

49 Una vez que se han normalizado las capas, se continúa con el establecimiento de prioridades y cálculo

de pesos utilizando el MJA, tal y como se muestra en la Tabla 7. En primer lugar se debe establecer

una jerarquía entre las variables a analizar, ordenándolas de la misma manera tanto en el eje (x)

como en el eje (j). Posteriormente se relaciona la variable (x) con la variable (j) utilizando la Tabla 6,

donde se busca que las variables tengan coherencia y consistencia entre sí de acuerdos a los criterios

desarrollados por el trabajo de campo y de la caracterización biofísica de la zona.

Si se estudia la Tabla 7 se notará que la línea diagonal (de color gris) que atraviesa la tabla posee

valores de relación l, esto se debe a que la fila y la columna corresponden a la misma variable, que

por tanto tendrá un valor, que de acuerdo a la definición de la Tabla 6 poseen igual preferencia. Los

valores ubicados sobre esta línea diagonal corresponden a criterios de valor, producto del trabajo de

campo y de la caracterización biofísica, por otro lado, los pesos de los valores inferiores a la misma se

obtienen a partir de una matriz de comparaciones por pares.

Tabla 7 Determinación de los pesos de los criterios mediante el Método de Jerarquías Absolutas.

o e :; ._,...Cll' ID u ~ To ..!!"' ...GI' o e :g Qi e "'o g ~ -a ~ -a Cll ..e GI -a GI (:> '¡: Gl"' "' -a - .. GI"' :.!2, Cll -~ "' E -a GI ¡; ' e :E ~ ,,"g ,,, .J!, e ¡¡; ,,~"' ;¡ ; .!? "'·- i a: e ~' Cll ' ::>

2 3 3 4 4 2,5 0,21

3 3 3 4 4 2,63 0,22 ~erreQo Disecéfón 2 2 3 3 1,63 0,14 teíl,eire ,, ,· · Relieve 0,5 0,33 2 3 4 1,73 0,15 relativo Distancia a ,,, 0,33 0,33 0,5 2 2 0,96 0,08 drenajes Densidad de 0,33 0,33 0,5 0,5 1 3 3 1,21 0,10 deslizamientos Unidades 0,25 0,25 0,33 0,33 0,5 0,63 0,05 Geológicas Uso de',' la 0,25 0,25 0,33 0,25 0,5 0,33 Tierra

Fuente: Borges y Mora, 2013; basado en Saaty, 1990

so Posteriormente se procede a ejecutar el álgebra de mapas, en donde se introducen los valores de la

Tabla 7 en una fórmula sumatoria, tal y como se indica a continuación:

SUSCEPTIBILIDAD= 0,21 (INCLINACION DE LAS PENDIENTES)+ 0,22 (CURVATURA DEL TERRENO)+ 0,14 (DISECCIÓN DEL RELIEVE)+ 0,15 (RELIEVE RELATIVO)+ 0,08 (DISTANCIA A DRENAJES) + 0,10 (DENSIDAD DE DESLIZAMIENTOS)+ 0,05 (UNIDADES GEOLÓGICAS)+ 0,04 (USO DE LA TIERRA)

Los valores finales que conforman el mapa de susceptibilidad pueden ser editados en una escala de O

a 1, donde O significa menor susceptibilidad o amenaza, y 1 representa mayor susceptibilidad o

amenaza. El índice se reclasificó en 3 categorías donde la categoría 1 representa baja susceptibilidad y

es de color verde, la categoría 2 representa susceptibilidad media y su color es amarillo, finalmente la

categoría 3 corresponde a alta susceptibilidad, de color rojo. Para generar las categorías fue necesario

calcular el diagrama de frecuencias o histograma del mapa y la curva de acumulados, definiendo

entonces los valores límites entre las clases en las inflexiones de la curva.

Después de haber obtenido los resultados del análisis de la amenaza actual y de la potencial por

deslizamientos, es posible interpretar y analizar de forma integral qué está sucediendo en el área de

estudio, y lo que podría suceder, en función del espacio geográfico, en cada componente del sistema

de acueductos del área de estudio. Es decir se entrelaza el análisis de los componentes biofísicos

elaborados en las primeras etapas, junto con los resultados de los mapas de deslizamientos

existentes, índice de estabilidad e índice de saturación e índice de susceptibilidad. Cabe recalcar que

el orden lógico de estudio es el propuesto, debido a los insumos necesarios para generar la amenaza

potencial, sin embargo en el Capítulo 111 primero se analiza la amenaza potencial para posteriormente

validarla con la amenaza actual, orden usual empleado en este tipo de investigaciones.

1.4.4 Etapa 4: Propuesta de una Metodología para Evaluación de Amenazas de Deslizamiento para el AyA

Sería redundante desarrollar un capítulo donde se proponga una metodología, siendo la presente

investigación una propuesta para evaluar la amenaza por deslizamientos. Se elaboró una metodología que funcione como guía para que la Institución (AyA) pueda ejecutarla en diferentes partes del país.

Tomando en cuenta que cada región es diferente y el espacio es dinámico, no se pretende que la misma sea utilizada de forma rigurosa tal y como se ejecutó en el presente proyecto, sino que sirva como una referencia para analizar la amenaza por deslizamientos en diversos sitios.

51 Partiendo del párrafo anterior, se entiende que las etapas necesarias para elaborar un estudio de zonificación de la amenaza por deslizamientos en la infraestructura del AyA, son las mismas que contiene esta investigación (Figura 8): l. Búsqueda bibliográfica. Se realiza una búsqueda bibliográfica de investigaciones que se han realizado en el área de estudio alrededor de los ejes conceptuales: deslizamientos, acueducto, modelaje, Puriscal y AyA.

2. Caracterización biofísica del área de estudio. Donde se contemplan variables como la tectónica y la sismicidad, las formaciones geológicas, el clima y régimen de precipitaciones, la geomorfología y pendientes, y el uso de la tierra.

3. Zonificación de la amenaza por deslizamientos. Esta se subdivide en la zonificación de la amenaza actual y la amenaza potencial por deslizamientos. La primera se elabora por medio de la técnica de fotointerpretación y trabajo de campo. La amenaza potencial se realiza por medio de dos técnicas distintas: se elabora el mapa de susceptibilidad a deslizamientos utilizando la metodología de

EMC, y la otra se lleva a cabo utilizando el software SINMAP, complementado con el muestreo de formaciones superficiales y trabajo de campo.

4. Análisis de la amenaza por deslizamientos en la infraestructura del AyA. Aquí se analizan los resultados de la fotointerpretación, del modelo SINMAP y de la EMC, ligándolos con la caracterización biofísica elaborada previamente y comparándolos con el trabajo de campo realizado en cada componente del sistema de acueductos del área de estudio.

52 Figura 8 Metodologfa

Zonificación de la amenaza por deslizamientos

[ Búsqueda Bibliográfica J

Amenaza potencial por Amenaza actual por deslizamientos deslizamientos

Susceptibilidad a Resultados de SINMAP Formaciones deslizamientos (Índices de saturación geológicas (EMC) y estabilidad)

Clima y régimen de precipitaciones Validación de los resultados

Análisis de la amenaza por deslizamientos en función de la infraestructura del acueducto del Ay A 1.4.5 Limitaciones del presente proyecto

Las limitaciones que se presentaron a la hora de ejecutar esta investigación se mencionan a continuación:

2 1. El tamaño del área de estudio es sumamente grande con un total de 220,46 km • Esto obligó a que se enfatizara en ciertas áreas consideradas importantes en función de la infraestructura del AyA, por lo que no se estudió en detalle toda el área de estudio en cuanto a uso de la tierra, geomorfología y análisis de la amenaza por deslizamientos.

2. Debido a la limitación anterior, el mapa de uso de la tierra se redujo a tres categorías: uso forestal, uso no forestal y cultivos. No fue posible detallar el uso de la tierra en más categorías, ya que requeriría mucho tiempo de digitalización cartográfica y de comprobación de campo.

3. En cuanto al muestreo de formaciones superficiales, a pesar de que se obtuvo un número considerable de muestras (72}, sólo se utilizaron los resultados considerados fidedignos a lo largo de la investigación, aquellos acordes a la realidad del sitio. Esto debido a que el método empleado para la disgregación de las partículas no fue el más adecuado para el buen funcionamiento de la máquina

Saturn DigiSizer 11 de la empresa Micromeritics, ubicada en el laboratorio de Geografía de la

Universidad de Costa Rica. Por tal motivo los datos de textura obtenidos, no han sido contemplados en su totalidad para el presente estudio.

4. Otra limitación relacionada con la máquina Saturn DigiSizer 11, es que al ser un equipo de precisión es sumamente delicada a movimientos bruscos, como los de un sismo, por lo que existe una alta posibilidad de que los eventos de este tipo acontecidos en el años 2012 hayan afectado efectividad de la máquina, lo cual también repercutió en la precisión de la información que suministró.

S. Los datos climáticos que SINMAP requiere deben ser diarios, sin embargo el IMN suministró datos mensuales de precipitación de estaciones meteorológicas relativamente cercanas, de las cuales dos se encuentran suspendidas desde hace más de diez años. Por tanto los datos de lluvia no son tan detallados como se hubiese deseado.

6. La ejecución y calibración del modelo SINMAP fue sumamente laboriosa: no se pudo ejecutar la versión 2 de la aplicación en el programa ArcGis 10, debido a que la misma fue hecha para ArcGis

9x. Se intentó correrla en un ambiente Windows XP, en ArcGis 9.2 (versión más antigua que se

54 consiguió) no obstante tampoco fue posible ejecutar la extensión. Tampoco funcionó la aplicación

MW-SINMAP hecha para el software libre MapWindow. Finalmente se logró correr en ArcView 3.3 en

un ambiente Windows XP, sin embargo por la inestabilidad característica de este software

relativamente viejo, sólo se pudo correr una vez con los datos más representativos del área de

estudio. Lo hechos indican que las versiones de SINMAP están obsoletas para la tecnología actual, no así su respaldo científico.

SS Capítulo 11 - Caracterización biofísica del área de estudio

Para responder de manera efectiva al problema planteado en esta investigación, es pertinente

caracterizar y contextualizar biofísicamente el área de estudio. Se abordaron los factores

determinantes para la estabilidad/inestabilidad de laderas. Es posible jerarquizar las variables o

componentes geográficos que son significantes para la morfología de una microcuenca, de acuerdo al

grado de dependencia entre cada una, clasificando las variables en dependientes e independientes en función del relieve.

Fundamentándose en Schumm (1977}, para esta investigación se consideran como variables

independientes: 1} el origen del relieve inicial del territorio costarricense, enfatizando en el área de

estudio, que contempla los procesos tectónicos y sísmicos que lo generan, 2} la geología, que

constituye la litología y estructura de las formaciones geológicas, así como la edad y aspectos

relevantes de las mismas y 3} el clima, partiendo que influye en el modelado de la microcuenca,

donde se enfatiza en el régimen de precipitaciones. Se les llama variables independientes porque se

encuentran en una jerarquía superior en el geosistema, a diferencia del relieve y otras variables que

dependen de la dinámica de estos.

El origen y la dinámica de las variables dependientes se da en función de la tectónica, sismicidad, formaciones geológicas y clima. Para este estudio son consideradas como dependientes: 4} la geomorfología, que constituye las distintas formas de modelado terrestre, desde su componente estructural hasta el dinámico y S} las pendientes, que se vinculan estrechamente con la variable anterior. Se ha considerado para el análisis una sexta variable de tipo antropogénica, 6} el uso de la tierra, debido a la influencia que ejerce en el espacio y sobretodo en la estabilidad e inestabilidad de laderas.

El espacio geográfico es un sistema dinámico y complejo, por lo que no debe ser visto como la suma de subsistemas que no interactúan y se encuentran integrados entre sí, esto no significa que no sea necesario analizar en apartados cada uno de estos componentes o variables, con el fin de profundizar en el problema de esta investigación y buscar las posibles causas que originan deslizamientos.

56 2.1 Tectónica y sismicidad

La tectónica y cinemática explican gran parte de los orígenes y evolución del territorio costarricense, cuya edad no sobrepasa los 150 millones de años (Montero, 2000), de hecho Costa Rica es el territorio más joven de las Américas. Siendo fundamental la interacción ocurrida por placas antiguas en los últimos 150 millones de años y por la convergencia oceánica-continental entre las actuales placas Cocos y Caribe, donde la placa submarina (Cocos) al ser más densa se subduce debajo del bloque continental Caribe, sobre el cual se encuentra emplazada Costa Rica. Ambas placas se encuentran vinculadas con otras vecinas como lo son la Norteamericana, la Pacífica, Nazca y

Suramericana, cuyos márgenes forman parte del Cinturón de Fuego del Pacífico (Cortés, 1994). Este proceso además de formar la fosa Mesoamericana es el responsable del relieve irregular que caracteriza el sector central del país, en el que está comprendido el Valle de los Santos, Pu riscal, Mora y Acosta (Mapa 3). La condición de subducción provoca en este sector una inestabilidad geológica importante; no es casual que sea una de las zonas más fracturadas, en cuanto a fallamiento geológico del país (Fernández, 2012).

Además de formar complejos sistemas de fallas, la convergencia oceánica-continental entre las placas

Cocos y Caribe origina lo que se conoce como la Zona de Benioff, la cual constituye un área de sismicidad que se extiende en profundidad desde la fosa Mesoamericana hacia el interior de Costa

Rica. En la Zona Benioff ocurren los sismos más fuertes del país, capaces de "causar daños importantes en las regiones costeras cercanas al epicentro y daños menores hacia el interior del país"

(CNE, 2003). Los sismos pueden causar diversas formas de ruptura y por ende diversas formas de inestabilidad en el terreno, estos pueden incluir desplazamientos de tierra (tanto horizontales como verticales) con levantamiento tectónico o hundimiento de grandes superficies (Cotecchia, 1987). Es claro que un movimiento sísmico de gran intensidad ocasiona transformaciones en la superficie, sobre todo si e~ de carácter superficial, es decir cuando los hipocentros se ubican en fallas geológicas.

Tanto Fernández (2012, comunicación verbal) como Suárez (1998) coinciden en que son precisamente los eventos sísmicos superficiales, que van de los O a los 30 km de profundidad, los que generalmente repercuten en la inestabilidad de laderas.

57 Mapa 3 Subducción de la placa Cocos en la placa Caribe y ubicación del Área de Estudio

Fuente: Fernández, 2012. Editado por Borges y Mora, 2013

Como se indicó anteriormente, el área de estudio se vio afectada por un enjambre sísmico entre los

meses de abril y junio de 1990, el cual reactivó numerosos deslizamientos en la zona; durante el

episodio se registraron cerca de 17700 sismos con magnitudes entre 4 y 5 grados en la escala Richter

(RSN, 1990}, la mayoría de esos eventos fueron de carácter superficial, con una profundidad inferior a

los 30 km. Posterior a estos hechos, debido a los daños materiales ocasionados, los cantones Puriscal y Mora fueron declarados por decreto Área de Emergencia Nacional, según se publicó en la Gaceta

Número 122 del jueves 28 de junio de 1990.

Según la RSN (1990) el enjambre sísmico fue originado por la reactivación de las fallas neo-tectónicas

San Antonio-Picagres y La Víbora, esta última se dice que fue la fuente sísmica del evento. En el área,

la RSN ha registrado alrededor de 1500 eventos que van desde el año 1992 hasta el 2012 (Mapa 4).

Así mismo se debe prestar atención a la gran cantidad de eventos detectados alrededor de la

microcuenca del río del Picagres, debido a que a partir del enjambre de 1990 se ha venido hablando

58 --·-·-- -· ------Mapa 4 - Eventos sísmicos registrados dentro y fuera del Área de Estudio --468800 84 "1 6 30 w 473600 •• .. ~- • • • • • • • • - • • • ,. • ...... - - .~ --- • • • • ... ·- • • • T "L ~ ~"\.; ~~. ¡- • • .... - --~ . --· ~ .. • mf • • • • • ~ ~ ~ . ... ~ ..... &, • • • ..... ·• . . ...• -. '• · .---=::_ • • • • _..J. _....,...• #• • i ..---- ·: , • • ~ ·~··· . • ' ' ·' .• •.. .. •. . • •• •• . •.. .. . -.....- • • • . • ... • • ..• .,, ' o 2 500 5 000 7 500 10 000 • • • • • • -- Metros

StmboloSia N Elaborado por: Proyección CRTM 05 Jenny Borges Salas Datum WGS84 Registros sismlcos según magnitud CODA C3 Área de Estudio José Mora Calderón • Pequeí\a magnitud (0-3,9) /""-./ Fallas neotectónlcas • Mediana magnitud (4-5,2) t Fuente: Escala Absoluta Red Sismológica Nacional, 2012 1: 140 000

Ul \.O de dicha falla neotectónica y de su potencial reactivación. Estos 1500 sismos fueron clasificados según la magnitud del CODA {duración del evento) en sismos pequeños o microsismos, que van de los O a los 3,9 CRSN {CODA calculada por la RSN); los sismos de mediana o moderada magnitud, que van de los 4 a los 6,9 CRSN, y los terremotos que van de los 7 CRSN en adelante.

Para ejemplificar la significancia de la profundidad en los efectos o daños de un sismo cabe mencionar el evento del 15 de mayo del 2011, cuya magnitud fue de 5.9 grados escala Richter, el epicentro fue ubicado a 6 kilómetros norte de Santiago y ocurrió a 70 kilómetros de profundidad

{Fernández y Díaz, 2011), sin embargo horas después la Cruz Roja de Puriscal descarta daños por el evento {Mata, 2011). A diferencia de los daños materiales provocados por el enjambre sísmico que llevó al Gobierno declarar en la zona Emergencia Nacional.

Los efectos de la sismicidad sobre las laderas se encuentran estrechamente ligados a los materiales y a las características de las formaciones geológicas. Aquellos materiales que se encuentren más meteorizados, fracturados y con menor cohesión, tendrán mayor susceptibilidad a verse afectados por la energía irradiada de los sismos.

2.2 Formaciones Geológicas

Según Denyer y Arias {1991), las seis microcuencas que conforman el área de estudio comprenden 10 formaciones geológicas {Fm), a saber: Grifo Alto, La Cruz, Peña Negra, Pacacua, Complejo de Nicoya,

Depósitos de Avalancha Ardiente, Brechas verdes Coyolar, Depósitos aluviales y coluviales,

Cornubianitas de Escazú e lntrusivo de Escazú {Mapa 5). Se ha considerado fundamental identificar las características geológicas que guardan estrecha relación con la estabilidad de laderas: edad de la

Fm, naturaleza de la Fm, litología, espesor, grado de meteorización, caracterización mecánica de la roca y la existencia de algún evento especial {Tabla 8). Debido a que dicha información se obtuvo de fuentes secundarias, no se cuenta los datos de caracterización mecánica y grado de meteorización de algunas formaciones.

60 ~ -~--~ - - - -- Mapa 5 - Formaciones Geológicas del Área de Estudio

------473500

Q1¡13 Ovil Tm · I~ m-t ·Qv3 N

.,, t :-:;

g To-t_._ ltl IOo a al-~'--~ .. Tmp-to -~ - Tm-lc L -- To· t ~""' ~ _ a:~----~->,.>< TO-ga . (;¡.•l~m -p n ·. Tm o-e 4,800 7.200 9.600 • :::1iii1C:liiiiiiiiliiiilC===:1••-Metros

Elaborado por: Slmbologia Proyección CRTM 05 Jenny Borges Salas DatumWGS 84 In fraestructura Ay A f2Z'.'.] Qc Qvl Tm -c __ ] Tm -pn Tmp-to José Mora Calderón C3 Area de Estudio QI ml TQ-ga Tm -lc Tm -sm To-t Fuente: Geolog(a Qvl Te-p Tm -lcl Tm-t lm Tom-ca Hoias Geológicasl:SO 000 Escala Absoluta Abra, Candelaria y Río Grande, 1: 140 000 Qv3 Te-ps Tm -p Tmp-ce K-cn ~ IGN. (Denyer y Arias, 1990) lJ Qal Qv4 L _j Tm-bvc Tm -pc Tmp-e Trabajo de Campo Tabla 8 Características de las Formaciones Geológicas del Área de Estudio

pepósitós Depósitos de.. escom.bros . aluviale.s y que se localizan en la Cuaternario ·· S~dimentario c:~t"1~!.ª'es base de las laderas de los (oa•>· cerros Utilizada como Depósitos de pómez de tajo para Pleistoceno caída en base hasta 3 material de con Depósitos de metros espesor, seguido construcción y aproximació Avalancha Depósitos volcánicos por flujos de ceniza, lapilli 150 m como piedra 2,07 0,94% na los 0.7 Ardiente (Qv3) y bloques, ignimbritas pómez, Posee millones de grises con "fiames" de una gran años obsidiana y pómez. importancia hidrogeológica Rocas de colores gr:iseS,, En la cubierta Roe.as también·de co~ores cerca de .. volcanodásticas . Santiago¡ .. a;ndesíticas y ; roji~os. Escasamen~e h. .~,, . . ~ algúnos basalto.s y · superiora Jos, piroclás:tic~s. ·· Cladtas: · • 1ooom< Meteorizan con una incipiente estructura Aparenta Lavas basálticas y Coladas de basalto y esferoidal, pertenecer a tobas sobreyacen leucobasaltos. dando un La Cruz (Tm·lc) Mioceno concordemente la Frecuentemente 1500 m 54,77 24,84% aspecto Superior secuencia aparecen amígdalas de engañoso de terminal sedimentaria. ceo lita. pseudoclastos en una matriz arenosa parda

62 lntrusivo, Stock que fntruslvo: LímiteNWde aflora en áreas que 2 500ma6 los cuerpos cubren unos 15 km , Monzonitas, granodioritas, Flnal del km plutónicos de bordeado por aureola, monzogabros, monzodioritas, Mioceno Escazú la Cordillera alteración metamórfica gabros y sienitas Cornubianita {Tmp·ce) de Talamanca. representada por s:200m cornean as Las rocas de Relativa calma esta Formación tectónica y volcánica se usan como donde la subsidencia agregado en la Mioceno fue constante Secuencia de areniscas medias y Inferior 1200 m construcción de 40,98 18.59% Medio producto de la pérdida finas pardas. Peña caminos de calor posterior a los Negra vecinales periodos de (Tm-pn) gracias a su movimientos intensos. fisibilidad. Lutitas y areniscas y finas negras Medio con pirita Intercalaciones guijarrosas y Superior estratos calizos aislados. ·Mio.cenó tr\ferior .e Paquetes de brechas verdes de ini<;ios ·ciasteis de 2 a 40 centímetr.os · del >fViiocehó. .. fl9tand.o ~nuna matri~ aFe.nosa ··· Me&io:··· Formación Areniscas vulcanoclásticas (finas, Mioceno Pacacua gruesas y guijarros), tobas, Inferior (Tm-p) tobitas, brechas finas y gruesas. Basaltos con estruct\,lra masiva y

·cotnptej~ Jurásico' ' ' ·: · · · ····· ·· 1 álmohadilla;.cruzadas potvettllaS:.: deNjcÓ'/~ lnferlor. ·. Ma~as lf~jcas basálticas • delgadas de ceo litas; calcita Y .. sílice.

Fuente: Denyer y Arias, 1991. Elaborado por Borges y Mora, 2013

63 2 La formación Grifo Alto predomina en el área de estudio (superficie 220,46 km ), cubriendo un

2 44, 74% del área total con 98,68 km • Las otras formaciones que predominan son La Cruz con 24,84%

y Peña Negra con 18.59%. Los porcentajes de superficie del resto de formaciones son

insignificantemente bajos: lntrusivo y Cornubianitas de Escazú con 4,33%, Pacacua con 2,89%,

Brechas Verdes Coyolar con 2,14%, Depósitos de Avalancha Ardiente con 0,94%, Complejo de Nicoya

con 0,86% y Depósitos Aluviales y Coluviales con 0,68%. Esto no implica que estas otras formaciones

no sean importantes a considerar dentro del análisis.

La microcuenca del río Tabarcia, de 55 km 2 de superficie, se ubica en el noreste de la zona de estudio.

En esta microcuenca predomina la formación Peña Negra con 25,5 km 2 que representa un 46% de

superficie (Figura 10), la formación Grifo Alto aflora con 11,8 km 2 que es un 22%, ubicándose al

suroeste de la microcuenca, posteriormente con un 12% y un 11% continúan las formaciones La Cruz

y Cornubianitas de Escazú respectivamente. Debido al arrastre de material por parte de la quebrada

Pichila, quebrada Barro y el río Tabarcia también se encuentran depósitos aluviales y coluviales, que

2 representan un 3% de la superficie (1,5 km ).

Las microcuencas de los ríos Jorco y Quivel se ubican en el sur del área de estudio, en estas afloran las

formaciones Brechas Verdes Coyolar, La Cruz, Grifo Alto, Peña Negra, Pacacua y Complejo de Nicoya

2 (Figura 11). Quivel posee una superficie de 27,35 km , en dicha área predomina la formación La Cruz

2 2 con 15,1 km , al norte de la microcuenca 2,3 km es cubierto por la formación Grifo Alto, al sur aflora

2 2 Pacacua cubriendo 6,13 km , el Complejo de Nicoya aflora con aproximadamente 1,9 km en el

suroeste.

2 En Jorco, que posee un área de 42,43 km , predomina en el sector norte la formación La Cruz con 21

2 km , dentro de esta formación se encuentran afloramientos de Grifo Alto, al sur de La Cruz se ubica

2 Peña Negra que cubre una franja de 12,2 km , también existen afloramientos al sur de la microcuenca de las Brechas Verdes Coyolar y Pacacua (Figura 10).

En las microcuencas de los ríos San José y Viejo predomina la formación Grifo Alto, el 100% de la

2 microcuenca San José, de 32,4 km , se encuentra sobre esta formación, en la del río Viejo, de 25,4

2 2 km de superficie, dicha formación aflora en un área de 21.3 km , el 16% del área corresponde a la

2 2 formación La Cruz {4,2km ). Grifo Alto también predomina en la microcuenca Picagres, de 38 km , con un 70% {26, 5 km\ un 21% pertenece a la formación La Cruz y el otro 9% son las formaciones Peña

64 Negra (Figura 9) ubicada en el noreste y los Depósitos de Avalancha Ardiente en el norte de la microcuenca (Figura 11).

Figura 9. Fm Peña Negra cerca de la captación del río Negro en la microcuenca del río Tabarcia, se aprecia parte de su composición litológica como las lutitas. Fuente: Borges y Mora, 2013

Suárez (1998) menciona que los parámetros geológicos más importantes a considerar son la estructura y discontinuidad de la formación, así como su grado de meteorización. Según Fernández

(2012) si los materiales de una formación volcánica (como Grifo Alto) o intrusiva del terciario se encuentran muy meteorizados, los parámetros de resistencia y permeabilidad se modifican, permitiendo la ocurrencia de deslizamientos.

Así mismo las rocas volcánicas son problemáticas debido a la facilidad de desintegración al secarse y humedecerse, además de generar subproductos al meteorizarse como arcillas de tipo montmorillonita (Suarez, 1998). Los deslizamientos más problemáticos, llamados masivos, se presentan sobre la formación volcánica Grifo Alto (tal y como se detallará en el Capítulo 111), se comprobó en visitas al área de estudio que se encuentra sumamente meteorizada (Figura 12).

65 Figura 10. Distribución de porcentajes de las Formaciones Geológicas de las microcuencas Tabarcia, Quivel y Jorco

Formaciones Geológicas Q al Depósitos aluviales y coluviales Tm-lc Formación La Cruz Microcuenca río Ta barcia 33 TQ-ga Formación Grifo Alto 1 12% 22% Tmp-ce Cornubianitas de Escazú 11%

Formaciones Geológicas Microcuenca río Quivel

K-cn Complejo de N1coya 7%

Formaciones Geológicas Microcuenca río Jorco Tm-bvc Brechas verdes Coyolar 11%

Tm-p Formación Pacacua 1%

Fuente: Borges y Mora, 2013. 66 Figura 11. Distribución de porcentajes de las Formaciones Geológicas de las microcuencas San José, Viejo y Picagres

TQ-ga Formación Grifo Alto 100%

Formaciones Geológicas Microcuenca río San José

Tm-lc Formación La Cruz r16%

TQ-ga Formación Grifo Alto 84%

Formaciones Geológicas Microcuenca río Viejo

Qv3 Formación Depósitos de Avalancha Ardiente 5% 1 Tm-lc Formación La Cruz 21%

J j Peña Negra

Formaciones Geológicas Microcuenca río Picagres

Fuente: Borges y Mora, 2013.

67 Figura 12 Grifo Alto meteorizada en gran parte del área de estudio. Fuente: Borges y Mora, 2013

De acuerdo con Suárez (1998) las rocas ígneas intrusivas en su estado natural son muy duras y

densas, por lo que cuando no están alteradas su resistencia al esfuerzo cortante es muy alta,

características que cambian cuando se fracturan y meteorizan, ya que pueden volverse blandas y

débiles. En el área de estudio la única formación de origen plutónico es el lntrusivo de Escazú, que ya tiene antecedentes en cuanto a inestabilidad, por ejemplo el deslizamiento masivo Lajas en San

Antonio de Escazú y el flujo de detritos en el río Negro, ambos acontecieron en el 2010 producto del

huracán Tomás.

Todas las variables se encuentran interrelacionadas, por lo que factores detonantes se potencian con elementos condicionantes. El clima cumple un papel fundamental en el proceso de meteorización de

la roca, aunque claro está no es el único agente que interviene. Las lluvias características de los climas tropicales, al igual que los sismos, pueden fungir como disparadores en la inestabilidad de laderas, ya que la ocurrencia de períodos lluviosos intensos produce ascensos en los niveles piezométricos y la saturación disminuye las tensiones capilares (Suárez, 1998).

68 2.3 Clima y régimen de precipitaciones

Cuando se estudia la estabilidad e inestabilidad de laderas, es importante tener en cuenta el régimen de lluvias del área a estudiar. Características como las mínimas, máximas y promedios de las precipitaciones anuales son vitales para conocer los periodos de mayor intensidad de precipitaciones.

Lo ideal sería contar con datos diarios de precipitación para las seis microcuencas del área de estudio, sin embargo la entidad encargada de generar dicha información (IMN) suministró solamente datos de máximas, mínimas y promedios mensuales de precipitación. Se utiliza las referencias de tres estaciones meteorológicas, una se ubica dentro de la microcuenca del río Picagres, y las otras dos se encuentran cerca de las microcuencas San José y Picagres, por lo que no se cuenta con datos precisos para las microcuencas Tabarcia, Viejo, Jorco y Quivel.

Antes de caracterizar los regímenes de lluvias, es pertinente contextualizar el clima regional donde se encuentra el área de estudio. La microcuenca del río Picagres es parte de la subcuenca del río Virilla, la microcuenca San José forma parte de la subcuenca del río Grande de Tárcoles, ambas confluyen en la gran cuenca del río Grande de Tárcoles. Las microcuencas de los ríos Tabarcia, Viejo, Jorco y Quivel son miembros de la subcuenca del río Grande de Candelaria, que desemboca en el Oceáno Pacífico con el nombre de río Parrita. Las seis microcuencas conforman la parte alta de sus respectivos tributarios, todas se ubican en un sector montañoso, de hecho Vargas (1994) llama a esa zona la

Región Montañosa-Sur, que se caracteriza por tener de tres a cuatro meses secos, una humedad relativa de 82% y una precipitación anual promedio de 2000 a 2500 mm.

Según la clasificación climática de Herrera (1985), el área de estudio posee un régimen de lluvias anual de dos máximas, una que va de los meses de mayo a junio, y otra de setiembre a octubre. Estas dos máximas de lluvia son originadas por los vientos ecuatoriales que van de oeste a sureste y por un debilitamiento en los flujos alisios del noroeste; se caracterizan por ser lluvias fuertes, de gran intensidad, de carácter convectivo. Según la clasificación del autor, el área de estudio pertenece a los

"Valles del Centro", los cuales poseen particularidades como:

• Una estación seca que va de diciembre a abril.

• Una estación lluviosa de mayo a noviembre con excesos de agua abundante y en medio un

"veranillo" que se presenta entre julio y agosto.

• Afectación de los vientos alisios del noreste que van de diciembre a abril.

69 • Afectación de los vientos del pacífico (oestes ecuatoriales) portadores de lluvias de mayo a

noviembre.

Las clasificaciones del clima regional de Costa Rica por parte de Vargas (1994) y Herrera (1985) definen que la zona del área de estudio presenta dos máximas de lluvias, para complementar esta afirmación se cuenta con los datos promedio de precipitación mensual de tres estaciones meteorológicas. Los datos se encuentran en diferentes intervalos de tiempo según la estación, sólo la estación meteorológica Puriscal Carit se ubica dentro del área de estudio, en la microcuenca del río

Picagres, sin embargo los datos de las estaciones La Víbora y La Escuela Centroamericana de

Ganadería, ubicadas fuera del área de estudio, complementan la información de las precipitaciones de la zona.

La estación meteorológica Puriscal Carit tiene un registro de datos que van de 1985 a 1995, en promedio posee dos máximas de lluvias, una en los meses mayo y junio con promedios de precipitacion de 362,5 mm y 323,8 mm respectivamente, la otra se da en los meses setiembre y octubre con promedios de 391,5 mm y 400 mm (Gráfico 1). La estación La Víbora contiene registro de precipitaciones de los años 1980 a 1997, esta estación se ubica aguas abajo de la microcuenca del río

San José y según los datos presenta las mismas máximas de lluvia que la estación Puriscal Carit, la primera máxima con promedio de 343,4 mm en mayo y 329,lmm en junio, y la segunda en los meses setiembre y octubre con promedios de 435 mm y 448,4 mm (Gráfico 2).

Debido a que no se cuenta con datos actualizados de precipitación para el área de estudio, se han utilizado los de la estación de la Escuela Centroamericana de Ganadería, localizada aguas abajo de la microcuenca del río Picagres, ya que presenta datos de 1995 al 2010, complementando la información de las otras dos estaciones mencionadas. Las máximas de lluvia continúan para los meses mayo-junio con promedios de 274,3 mm y 220,6 mm, y para los meses setiembre-octubre con promedios de 316,4 mm y 340,4 mm (Gráfico 3).

El cálculo de precipitación promedio anual de la estación Puriscal Carit es de 2219,15 mm, el de La

Víbora de 2390,62mm y el de la Escuela Centroamericana de Ganadería de 1808,8 mm, clasificándose como lluvias intermedias para el nivel de precipitación que se registra en Costa Rica. Es notable la disminución de las lluvias de la estación de la Escuela de Centroamericana de Ganadería, coincidiendo con su posición altitudinal más baja con respecto a las otras, por el contrario las estaciones La Víbora

70 y Puriscal Carit se encuentran a mayor altitud respectivamente y presentan a su vez datos más altos de precipitación.

Gráfico 1 Mínimas, máximas y promedios de precipitación desde 1985 hasta 1995 Estación meteorológica Puriscal Carit, 800 m.s.n.m. 700

600 E .§. e: 500 'º·¡:¡ ....ra ·c.. 400 ..._Prom. ·¡:¡ Cll o.... 300

200

100 o Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Set. Oct. Nov. Dic .

Fuente: IMN. Elaborado por Borges y Mora, 2013

Gráfico 2 Mínimas, máximas y promedios de precipitación desde 1980 hasta 1997 Estación meteorológica La Víbora, 880 m.s.n.m. 700

600

e soo E 7 400 --Prom. 'º·¡:¡ ra _...Min. -~ 300 ·¡:¡ Cll - Max. ~ 200

100 o Ene. Feb . Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Set. Oct. Nov. Dic .

Fuente: IMN. Elaborado por Borges y Mora, 2013

71 Gráfico 3 Mínimas, máximas y promedios de precipitación desde 1995 hasta 2010 Estación meteorológica Escuela de Ganadería, 450 m.s.n.m. 700 600 soo eE ,g 400 ~ PROM: ·¡:¡ -~ 300 -MIN: c.. ·¡:¡ ...... MAX: ~ 200 c.. 100 o Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Set. Oct. Nov. Dic.

Fuente: IMN. Elaborado por Borges y Mora, 2013

En cada uno de los 3 gráficos anteriores se pueden apreciar diferencias entre los promedios mensuales máximos y mínimos de cada una de las estaciones, sobresalen los meses de mayor

precipitación: mayo, junio, setiembre y octubre. En el caso de la estación La Víbora, se presentan diferencias de 300 mm de lluvia entre las máximas y mínimas de cada mes. En la estación Puriscal

Carit las divergencias varían, en mayo son de 231 mm y en junio de 341 mm, en setiembre son de 300 mm y en octubre de 175 mm. La estación de la Escuela de Ganadería presenta divergencias más extremas, en mayo de 324 mm y junio 438 mm, en setiembre de 345 mm y en octubre 434 mm.

Estas diferencias son importantes, ya que indican el comportamiento de las precipitaciones en cada mes, donde la cantidad de lluvia que cae en un día puede verse perfectamente doblada en otro.

Situación que ejerce una gran presión sobre los suelos, especialmente en setiembre y octubre, al tener que soportar saturaciones acumuladas de los últimos meses y que se amplifican en estas

épocas de lluvias prácticamente diarias. Escenario que incentiva la incidencia de deslizamientos, debido a que los suelos pierden la cohesión de sus partículas debido a la gran cantidad de humedad.

Estas condiciones de vulnerabilidad aumentan cuando se manifiestan otros fenómenos meteorológicos que acrecientan las condiciones de saturación. No hay que olvidar que Costa Rica se ubica en una zona que se ve afectada por sistemas de baja presión, tormentas, depresiones tropicales, ondas tropicales e indirectamente por huracanes, por lo que es de gran pertinencia

72 articular esta información con eventos que hayan sucedido en la zona, relacionando fuertes lluvias con problemas de inestabilidad de laderas.

Para finales del año 2010 el huracán Tomas dejó una gran cantidad de desastres en todo el territorio

nacional (CNE, 2010), en el área de estudio provocó graves daños en la infraestructura de acueductos: siete en Puriscal y dos en Mora, inclusive ASADAS fueron reportadas con afectaciones, además de

zonas cercanas como el cantón Acosta, en el que se vieron afectados 58 acueductos (Tabla 9).

Propiamente en el área de estudio un flujo de detritos destruyó la captación del río Negro, ubicada en

la microcuenca del río Tabarcia (político-administrativamente en el cantón Acosta), la misma fue

restaurada en el año 2012, durante el periodo que estuvo deshabilitada se repartió el agua potable

por medio de camiones cisternas, además de alternar los horarios de abastecimiento de agua en

muchos sectores.

Tabla 9 Afectación de acueductos de algunos cantones de San José debido al Huracán Tomas

cantón Cantidad de daños

Acosta :>a

Aserri 3

Desamparados 7

Escazú 1

León Cortés 4 Mora 2 1 Pérez Zeledón 17 Pu riscal 7 1 Santa Ana l

Fuente: CNE, 2010

En julio del 2011, la CNE (2011) reportó cerca de 25 incidentes que fueron atendidos por los Comités

Municipales de Emergencia (CME) debido a las fuertes lluvias que se presentaron en el "Valle

Central", de hecho en el comunicado se menciona que un bus que transportaba 50 personas quedó aislado en Salitral de Puriscal (3 km hacia la Gloria de Puriscal) debido a varios deslizamientos en la vía. Para finales de ese año, la CNE reportó que un temporal afectó 17 cantones del país, entre esos

Pu riscal.

73 Hasta el momento se han detallado las variables independientes, que lejos de ser aisladas, por el contrarío se encuentran interrelacionadas entre sí. A continuación se precisan las variables que dependen de condiciones específicas como la tectónica, sismícidad, geología, clima y precipitaciones: la geomorfología y las pendientes, las cuales son producto de la conjugación de todos estos así como de otros factores, encargados de dar forma al particular y complejo relieve que conforma el área de estudio. Ambas variables son el resultado de procesos constructivos y destructivos a lo largo de cientos de años, donde la incesante fuerza de gravedad ha ejercido y ejerce un papel fundamental.

2.4 Geomorfología

La geomorfología es la rama de la Geología y la Geografía Física encargada de estudiar las formas de la tierra, busca dar cuenta de la génesis del relieve, tipificar sus formas, explicar las fuerzas y procesos que las originan. Se parte de que las formas del relieve son el resultado de la conjunción de numerosos factores geológicos, climáticos, hidrológicos, edáficos, de cobertura vegetal e incluso antrópicos (Martínez de Pisón, 1985). Se le puede dividir en dos grandes ramas, la geomorfología estructural que se encarga de estudiar las morfoestructuras que influyen en las formas del relieve, como fallas y plegamientos, y la geomorfología dinámica encargada de analizar el modelado terrestre fundamentado en los procesos de erosión y agentes de transporte.

Seguidamente se exponen las características del componente estructural y dinámico para el área de estudio, debe quedar claro que este acápíte es un complemento general, debido a la gran extensión del área de estudio. Al ser seis mícrocuencas no es factible especificar minuciosamente cada geoforma existente en cada una de ellas, pero sí es posible identificar y detallar las principales y más importantes en función a los procesos de inestabilidad de laderas.

2.4.1 Componente estructural

El área de estudio se ubica dentro de las serranías de Puriscal, que forman un conjunto con las serranías Turrubares y Aserrí (Flores, 1999), estas constituyen un alargado bloque de rocas volcánicas del terciario (como las formaciones geológicas Grifo Alto, La Cruz, Peña Negra, Pacacua, Brechas verdes Coyolar). Estas serranías limitan al norte con lo que se conoce incorrectamente como Valle

Central, este supuesto valle es en realidad una depresión, es decir una zona hundida por efectos tectónicos, rellena con materiales y depósitos coluvio-aluviales, entre otros. Al este, en la microcuenca del río Tabarcía, limitan con el inicio de los cuerpos plutónicos de la Cordillera de

74 Talamanca, es decir el lntrusivo de Escazú (Mapa 6). Al sur descienden y limitan con la zona costera del pacífico central y al noroeste con el valle del río Grande de Tárcoles.

Este enunciado se refuerza con lo afirmado por Madrigal y Rojas (1980), quienes aclaran que las serranías de ladera de fuerte pendiente se ubican sobre rocas volcánicas profundamente meteorizadas, que favorecen la inestabilidad del terreno (Figura 13). Salazar y Madrigal (1994) afirman que las divisorias de aguas de estas serranías van en dirección este-oeste y son menores a cien metros de ancho. Estas serranías se originan por la subducción de la placa Cocos y bajo la placa

Caribe, que originan un relieve irregular en el sector central del país, mencionado en el acápite 2.1 de tectónica y sismicidad.

Debido a esta condición de origen sísmico y tectónico es que la zona posee una alta dinámica sísmica, tal y como fue el enjambre sísmico ocurrido en 1990 que dañó gran parte de la infraestructura de la comunidad de Santiago. Muchos de estos sismos son de origen superficial, por lo que su detonante, la mayoría de las veces, es la activación de fallas neo-tectónicas locales, como las fallas neo-tectónicas

San Antonio-Picagres y La Víbora que, según la RSN (1990) cuando se reactivaron, causaron el enjambre sísmico del año 1990.

En el área de estudio se pueden encontrar fallamientos que van en dirección noroeste-sureste y noreste-suroeste. Algunas fallas condicionan la dirección de los ríos como es el caso del río Negro en la microcuenca del río Tabarcia, en donde un flujo de detritos destruyó la captación del río en el año

2011 (Figura 14). La quebrada Grande, en la microcuenca del río Viejo, también sigue la dirección de una falla. El hecho de que exista una gran cantidad de fallamientos tectónicos fomenta la posible generación de eventos sísmicos y por ende la inestabilización del terreno en los sitios ubicados sobre las fallas.

Las microcuencas de los ríos Picagres, Jorco, Quivel, San José y Viejo forman parte de las serranías de laderas de fuerte pendiente; dentro de estas serranías predominan los procesos de remoción en masa, tal como el deslizamiento de Santiago (Mapa 6). Este gran deslizamiento se mueve lentamente en dirección noroeste siguiendo la quebrada Cirrí, donde más adelante se dirige hacia el noreste llegando el río Picagres (Madrigal y Rojas, 1980). Debido a la predominancia de procesos de remoción en masa, en el área de estudio es posible identificar deslizamientos rotacionales, traslacionales y masivos, estos últimos son llamados masivos debido a su magnitud y a que dentro de estos se hayan otros deslizamientos de tipo rotacional o traslacional, estos procesos se originan mayormente sobre

75 Mapa 6 - Unidades morfoestructurales del Área de Estudio

1 z ~

1...

Proyección CRTM 05 N Elaborado por: Simbología Jenny Borges Salas Datum WGS 84 111 José Mora Calderón Formas Geomo rfológ1ca s (:::l Área de Estudio M, Deslizamiento de Santiago de Purlscal /~ Fallas neotectónlcas Fuente: Esca la Absoluta Red Sismológica Nacional. 2012 1: 140 000 e:": Macizo de Escazú Serranías de laderas de fuerte pendiente l o 2 600 5200 7 600 10 400 M Metros '-1 (J'I la formación Grifo Alto, que se encuentra sumamente meteorizada (Salazar y Madrigal, 1994) y por ende fomenta la inestabilidad, como se detallará en el Capítulo 111.

El sector oeste de la microcuenca del río Tabarcia también pertenece a las serranías de ladera de fuerte pendiente; el sector este de la misma forma parte de las estribaciones de la cordillera de

Talamanca, donde se ubica el lntrusivo y las Cornubianitas de Escazú. Según Bergoeing (2007) este es el intrusivo más joven de Costa Rica, que data al final del Mioceno (Denyer y Arias, 1991).

Norte

Figura 13. La panorámica muestra el sector de la microcuenca del río Picagres vista desde el este de la misma, se aprecia un relieve irregular de fuerte pendiente en la formación Grifo Alto, la cual posee un alto potencial de deslizamientos. Fuente: Borges y Mora, 2013.

la microcuenca del Río Tabarcia

Figura 14. Como evidencia del control estructural de la red hídrica, se encontró un espejo de falla en el río Negro en las coordenadas métricas CRTMOS 480086,781y1088908,109. Fuente: Borges y Mora, 2013.

77 El intrusivo de Escazú está compuesto por rocas intrusivas muy meteorizadas que favorecen la

erosión, traduciéndose en la activación de una serie de deslizamientos (Bergoeing, 2007). Esta es la

única formación geológica de tipo intrusiva del área de estudio, el resto pertenece a rocas volcánicas

del terciario y a depósitos coluviales y aluviales del cuaternario en el río Tabarcia. El área se compone

de dos macroformas geomorfológicas que fueron comprobadas en campo: las serranías de ladera de

fuerte pendiente, caracterizadas por un modelado multiforme donde sobresalen los procesos de

remoción en masa. Y el sector suroeste del lntrusivo de Escazú, que es el más joven del país y que ha sufrido una fuerte meteorización mecánica como consecuencia de la compresión tectónica que

empuja sobre el intrusivo desde el pacífico; donde ocurrió un flujo de detritos sobre el río Negro.

Estructuralmente el área de estudio se compone de un relieve irregular que posee una geodinámica

intensa importante en la construcción del relieve.

2.4.2 Componente dinámico

El relieve es formado por fuerzas internas y externas del planeta, las primeras como la tectónica de

placas, la sismicidad, o las formaciones geológicas constituyen la principal fuente de energía para la

geomorfología estructural, las fuerzas externas como la energía solar, el clima y la hidrología ejercen

una acción en la superficie terrestre, originando el modelado del relieve. El proceso de formación y

modelado es lo que se conoce como morfogénesis, es decir desalojo, erosión, transporte y

sedimentación de materiales. No debe dejarse de lado el rol que el ser humano ejerce en dicha

dinámica, por medio de los diferentes usos que le da al terreno.

El área de estudio se ubica en lo que se conoce como serranías de ladera de fuerte pendiente, que es

una zona con una actividad tectónica importante y que presenta un gran número de fallamientos

locales. Tal y como lo afirma Martínez de Pisón (1985), las pendientes fuertes y con marcado desnivel,

derivadas de una tectónica enérgica, presentan un elevado potencial morfogenético que contribuye

en el modelado terrestre.

Las geoformas halladas durante el trabajo de campo en al área de estudio corresponden a formas asociadas a procesos de inestabilidad de laderas, tal y como son los deslizamientos traslacionales, rotacionales (Figura 3, pag. 20) y complejos o masivos como La Chanchera, San Rafael, Santiago, Los

Lagos y Bajo Máquinas. A pesar de ser los deslizamientos las geoformas más recurrentes y el principal objeto de estudio de esta investigación, no se detallarán en este acá pite, ya que se hará en el Capítulo

111, donde se analizan las los deslizamientos que amenazan la infraestructura del AyA.

78 Con respecto a los deslizamientos traslacionales, recurrentes en el área de estudio, Mora y Mora

(1994) afirman que en la Gran Área Metropolitana los deslizamientos traslacionales ocurren con mayor frecuencia en la Fm Grifo Alto (33,5%) y en tercer lugar en la Fm Peña Negra (7,8%). Ambas formaciones forman parte del área de estudio, pero la mayoría de deslizamientos se concentran en la formación Grifo Alto.

Aparte de la gran cantidad de deslizamientos encontrados en las giras de campo y en la etapa de interpretación de fotografías aéreas, se han encontrado otras formas de inestabilidad en el área de estudio como los lóbulos de solifluxión, que son masas que se originan por el empuje del material en tránsito, formando una especie de colinas frontales a estos eventos. La reptación corresponde a un proceso gravitacional que implica el movimiento descendente y gradual del suelo y el regalito. Es sumamente lento e imperceptible, pero se pueden visualizar sus efectos en indicadores como la forma de los árboles o la inclinación de estos y de las cercas en las laderas. En las fuentes de agua de

Desamparaditos, ubicadas en la microcuenca Picagres, se puede apreciar este movimiento (Figura 15\.

Proceso de Reptación en Fuente Desamparaditos

Figura 15. Las líneas en rojo muestran la inclinación de los árboles a favor de la pendiente, indicando que se está dando un movimiento de reptación en las fuentes de Desamparaditos. Fuente: Borges y Mora, 2013

En el área es frecuente observar lo que popularmente se conoce como "pie de vaca", que consiste en ondulaciones en la ladera provocadas por el mal uso que se la ha dado, debido al manejo de ganado extensivo en fuertes pendientes (Figura 16). Mora y Mora (1994) afirman que este fenómeno se presenta con mayor frecuencia en las formaciones Grifo Alto y Pacacua (33,3%), seguidas por

79 formación La Cruz y los depósitos aluviales y coluviales (11,1%), todas estas formaciones se

encuentran en el área de estudio (Figuras 10 y 11). Se comprobó en campo que la reptación y

sobretodo el " pie de vaca" predominan en las microcuencas Quivel, Picagres, San José y Viejo.

Figura 16. El "pie de vaca" es un asunto recurrente en el área de estudio, provocando mayor inestabilidad en las pendientes, con posibilidad de evolucionar a procesos masivos. Fuente: Borges y Mora, 2013

2.4.3 Pendientes

En el contexto geomorfológico, la distribución de las pendientes en el área de estudio es muy

importante, particularmente en la topografía de las serranías de ladera irregular y pronunciada, ya

que esto facilita la ocurrencia de movimientos en masa, aunque difiriendo como disparador según las

formaciones superficiales y geológicas.

Si se tomara en cuenta sólo este componente, de los 220,45 km 2 que conforman el área de estudio,

aproximadamente el 23% del territorio es propenso a sufrir deslizamientos, siendo este el porcentaje

que cubre las pendientes de 28 a 63º, ya que según Gutiérrez (2008) es en este intervalo donde

predominan dichos procesos. Si se analiza cada microcuenca en particular este porcentaje variará, en

orden descendente en primer lugar estaría la microcuenca Jorco con un 40%, Tabarcia con un 33%,

Quivel con un 20%, San José con un 15%, Picagres con un 10%, y Viejo con un 7% (Figuras 17 y 18).

Esto indica que la microcuenca con un mayor porcentaje de pendientes propensas se encuentran en

Jorco, empero la inestabilidad de laderas es el conjunto de otros factores como geología, uso de la tierra, precipitaciones, fallamientos, y no sólo el grado de la pendiente de una ladera.

80 Figura 17. Distribución y porcentaje de las pendientes de las microcuencas Tabarcia, Viejo y Picagres.

Porcentaje de pendientes Microcuenca río Ta barcia

wDe Oº a 28º • De 28º a 63º

Porcentaje de pendientes Microcuenca río Viejo

w De Oº a 28º • De 28º a 63º

Porcentaje de pendientes Microcuenca río Picagres

wDe Oº a 28º • De 28º a 63º

Fuente: Borges y Mora, 2013

81 Figura 18. Distribución y porcentaje de las pendientes de las microcuencas San José, Quivel y Jorco.

Porcentaje de pendientes Microcuenca río San José

De Oº a 28º • De 28º a 63º

Porcentaje de pendientes Microcuenca río Quivel

1 De Oº a 28º liil De 28º a 63º

Porcentaje de pendientes Microcuenca río Jorco

wDe Oº a 28º • De 28º a 63º

Fuente: Borges y Mora, 2013 82 - _., ------Mapa 7 - Pendientes del Área de Estudio

.)5880 11 84 16'30- w 473500

Simbología N Elaborado por: Proyección CRTM 05 Jenny Borges Salas Poblados Pendientes DatumWGS84 • José Mora Calderón Infraestructura Ay A Oº a 28º Fuente: - Escala Absoluta Atlas ITCR 2008 ...rv-- Red Hídrica 28º a63º 1: 140 000 !mi Proyecto Carta 2005 í Trabajo de Campo c::3 Area de Estudio 00w El análisis geomorfológico es fundamental para comprender lo que está sucediendo en el relieve del

área de estudio, al ser una zona con considerables geoformas e importantes procesos de inestabilidad

de laderas originados por la interacción, a nivel estructural como dinámico. El hecho de que se hayan

identificado tantos procesos de inestabilidad de laderas, como deslizamientos traslacionales,

rotacionales, masivos, procesos de reptación y de pie de vaca, en una zona con un importante

fallamiento, con porcentajes considerables de fuertes pendientes en las laderas, en un contexto geomorfológico como las serranías de Pu riscal, Acosta y Turrubares, convierten al área de estudio en

un sitio geomorfológicamente complejo en cuanto a movimientos del relieve.

Es necesario contemplar la variable geomorfológica cuando se planifica la distribución del aprovechamiento del espacio, ya que como se verá en el siguiente acá pite, el uso de la tierra no se ha dado de forma planificada y por ende la zona se encuentra en desequilibrio ambiental. Un sitio que geomorfológicamente presenta numerosos procesos de remoción en masa, aunado a un alto grado de deforestación, fomenta el riesgo de pérdidas humanas y de infraestructura importante para el ser humano, como los acueductos.

2.5 Análisis de uso de la tierra

Puriscal es una zona cuyo bosque fue ampliamente eliminado para dar lugar a otras act1v1aades agropecuarias, especialmente la ganadería, la cual generó extensas zonas de pastos que perduran hasta hoy y que le han dado el estatus de ser uno de los sitios más deforestados del país, con dominancia de potreros mal manejados y en algunas ocasiones con árboles dispersos.

Lamentablemente la deforestación indiscriminada dejó desprotegidas las laderas que, aunada con otros factores ambientales presentes en el sitio potenció la inestabilidad del terreno.

2.5.1 Uso de la tierra entorno al acueducto de Puriscal

El uso de la tierra alrededor de cada infraestructura del acueducto es variado, no se puede hablar de un uso predominante alrededor de cada componente, ya que existen desde tanques de almacenamiento ubicados en caseríos, hasta captaciones de agua ubicadas en bosques, o el tanque de Santiago ubicado en el centro urbano (Figura 19). Sin embargo en términos generales, el panorama de los porcentajes de uso de la tierra alrededor de cada infraestructura es el siguiente:

• Predominancia del uso pastos con árboles dispersos. Un 56% del área detallada corresponde a

esta categoría. Se llamó pastos con árboles dispersos a aquellas zonas donde predominan los

potreros, sin embargo es posible encontrar pequeños relictos forestales en cercas vivas. Además, 84 existe un 10% de áreas dedicadas mayormente a pastos, lo cual evidencia que un 66% del área

circundante a la infraestructura corresponde a estos tipos de uso.

• El uso forestal corresponde a un 16% del área de estudio. Esta categoría de uso se compone de

pequeños relictos boscosos o bosque de rivera que aún pueden encontrarse en la zona de

estudio. Así como de plantaciones forestales.

• Los demás usos (urbano, caseríos, cultivos), sumados alcanzan un 18%. El porcentaje de los usos

agrupados es un poco mayor que el uso forestal. El uso urbano corresponde a la ciudad Santiago,

mientras que los caseríos son los diferentes poblados ubicados dentro del área de estudio, el uso

llamado cultivos se concentra mayormente en la cuenca del río Picagres (Gráfico 4).

2.5.2 Uso de la tierra por microcuenca

Para esta sección, se parte de la premisa que los árboles en conjunto, permiten captar el agua en el

interior de los suelos, disminuyendo a su vez la escorrentía superficial, por tanto resguardan el

recurso hídrico. Sumado a ello, en la mayoría de los casos, los árboles con sus raíces "amarran el

suelo", contribuyendo de esta forma a la estabilización de las laderas, además de que ciertos cultivos,

como el café con sombra, funcionan como un bosque de baja altura en cuanto a la erosión e

inestabilidad (Brenes, 2013).

En términos generales se puede decir que en el área de estudio la mayor parte de relictos de bosque

se ubican en los cañones de los ríos, y en todas las cuencas predomina significativamente el uso no forestal, cubriendo un área de 186.46 km 2 es decir un 85% de la zona de estudio, siendo solo el 15% del área forestal, es decir abarca solamente 34 km 2 de los 220,46 km 2 que comprende el área total

(Tabla 10). Reafirmando así que la zona de estudio se encuentra bastante deforestada. (Mapa 8).

Tabla 10. Superficie de las coberturas forestal y no forestal para el área de estudio según microcuenca.

Fuente: Borges y Mora, 2013.

85 Figura 19 Uso inmediato de la tierra alrededor de la infraestructura del AyA: distribución y porcentajes.

Infraestructura AyA

+ Estación Bombeo + Planta Tratamiento X Desarenador lii Tanques • Equipo Tomas --Tuberia principal

Uso de la Tierra

Caseríos M Mancha urbana M Cultivos Pastos M Forestal Pastos con árboles dispersos

Fuente: Borges y Mora, 2013

86 Gráfico 4. Porcentaje de área en kilómetros cuadrados en una circunferencia entre 250 y 500 m alrededor de la infraestructura del AyA en el área de estudio.

•Forestal _, Pastos wPastos con árboles dlsperos • Cultlvos w caserfos • Urbano

Fuente: Borges y Mora, 2013

A continuación se presenta el uso de la tierra por microcuenca, asimismo se indica la infraestructura que se ubica dentro de cada una de ellas. Este acápite está pensado para que el AyA disponga de un inventario del uso de la tierra alrededor de su infraestructura; la terminología empleada para referirse al estado de cada componente (buen o mal estado) se fundamenta en los criterios emitidos por el personal del AyA, quienes fueron parte de las visitas realizadas en cada componente.

2.5.2.1 Microcuenca del río Tabarcia

Es una de las áreas más importantes de la zona de estudio, ya que al este de la microcuenca se ubican las captaciones de agua que alimentan el 60% del sistema de acueductos: la capatación del río Negro y la capatación del río Tabarcia, además de ubicarse otros tres componentes como la planta potabilizadora, de vital importancia para todo el sistema, el tanque Morado y los respectivos desarenadores de las captaciones de agua (Tabla 11). La microcuenca del río Tabarcia mide 55,02 km 2

2 de los cuales 39,69 km , es decir el 72%, se categoriza como "no forestal", siendo la cobertura forestal un 28% del total.

Es importante recalcar que en cuanto a valores relativos, es la microcuenca que presenta el mayor porcentaje de cobertura forestal. Sin embargo en cuanto al uso no forestal los pastos son los que prevalecen con un 63% del uso total, y en menor medida los cultivos con un 7% (Figura 20).

87 Tabla 11 Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Tabarcia.

Infraestructura Ca ptación_río Tabarcia Alrededor de la captación predomina el uso forestal, pero es posible encontrar algunos cultivos, el café es el cultivo dominante. La captación se encuentra dentro del poblado Palmichal muy cerca de la rivera del río. En cuanto al estado físico, la estructura de concreto se encuentra en buen estado, la infraestructura está sobre el río y el terreno donde se ubica no pertenece al AyA.

Ca J!ltación y desarenador Río Negro

Se ubica en una zona donde su entorno predominante es bosque, pero existen zonas con café y árboles dispersos. Esta captación se vio afectada por un flujo de detritos en noviembre del 2010, la estructura quedó colapsada en ese momento, actualmente se encuentra habilitada. Al ser una captación, la infraestructura se ubica sobre el río, el terreno donde está no pertenece al AyA

Planta Potabilizadora

Su entorno predominante es de pastos y cultivos, pero se encuentran algunos relictos boscosos, esta planta está muy cerca del Territorio Indígena Quitirrisí, está ubicada en la cima de una ladera empinada.

En cuanto al estado físico, se encuentra en buen estado.

Ta oque de Dlstribucióo Mo_rado

El entorno inmediato es de pastos con árboles dispersos.

El tanque está en buen estado pero las válvulas están expuestas y no está cercado. Además el terreno no es del AyA y está ubicado muy cerca de una casa de habitación, de hecho el día de la visita habían niños jugando sobre el tanque.

Oesarenador del Río Tabarcia

Ubicado muy cerca de la captación del río Tabarcia, donde su entorno inmediato es cultivos de café

Es una estructura de concreto que se encuentra en buen estado.

Fuente: Borges y Mora, 2013

88 Figura 20 Uso de la tierra en la microcuenca del río Tabarcia

wForestal • Pastos ..J Cultivos

Cobertura Área en km 2

- Pastos 34,39 1 Cultivos 4,02 Forestal 15,32

1 Total 55,01 Fuente: Borges y Mora, 2013 1

2.5.2.2 Microcuenca del río Viejo

La situación que se da en la microcuenca del río Viejo no es diferente a la de las otras microcuencas del área de estudio, son pocos los relictos boscosos, siendo la predominancia de uso los pastos, cultivos y el uso urbano o asentamientos (Figura 21). Gran parte de la infraestructura del sistema de acueductos del área de estudio se ubica en esta microcuenca (Tabla 12), la misma está cerca de poblados, y en general el uso inmediato más frecuente en la mayoría de cada componente son los pastos y cultivos.

Tabla 12 Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Vie·o. Infraestructura Fotografía Ta - ue almacenamiento Santa Cecilia

El entorno donde se ubica el tanque corresponde a un asentamiento tipo rural, que es el poblado Pueblo Nuevo. También se aprecian pastos en la zona.

Consiste en una estructura de concreto que está en buen estado.

Fuente cisterna bombeo. San Antonio

La fuente se ubica en una finca, está rodeada de pastos, además de café en la parte baja de la ladera. Ubicada muy cerca de la quebrada Cementerio.

89 Su estado físico es bueno, siendo una estructura de concreto con su respectiva casetilla.

Tang ue a_lmacenamiento La Fila

El tanque colinda con una finca dedicada al ganado de engorde, se encuentra en una ladera con problemas de inestabilidad grave debido a movimientos de tierra.

A pesar de lo anterior, el tanque de concreto presenta un estado físico aceptable, pero existen problemas de vandalismo que se traduce en daños a la infraestructura. El terreno no ¡::¡ertenece al AyA. Tanq ues almacenamiento San Antonio

Se ubica en la cima de una ladera bastante empinada, en una zona urbanizada con algunas manchas de vegetación, pero muy pocas .

Allí se ubican dos tanques, uno se encuentra en muy buen estado porque se construyó muy recientemente, el otro más antiguo tiene 3 algunas grietas. El tanque nuevo almacena 415 m ·

Estación d_e bombeo Cañales

La estación se encuentra al lado de una ladera que está protegida y cubierta de bosque, corresponde al área de captación, sin embargo, el terreno es muy inestable, ya que está dentro de un gran deslizamiento, el puente ubicado al lado de la estación está colapsado por el socava miento de la quebrada, ocurrido en mayo del 2011. La infraestructura está en buen estado. Se compone de una captación, una naciente, 2 cisternas, una caseta y un sistema de bombeo. El terreno no pertenece al AyA. Estación de bombeo Cañalitos

La estación se ubica dentro de un bosque de coníferas, pero alrededor se utilizó para rally de carros, ocasionando gran presión sobre el terreno. Ahora se utiliza con siembra de pastos y caña y como potrero. La estación se compone de una casetilla y dos captaciones de agua. En general la estación se aprecia descuidada. La ladera se está deslizando, se observa demasiada humedad. El terreno no pertenece alAyA.

Está ubicado en la cima de una ladera abrupta, el entorno en general es de pastos con algunos árboles dispersos. El tanque está instalado sobre un antiguo camino público.

Es un tanque de cemento, se encuentra en mal estado y está rayado con graffiti. El agua que el tanque almacena proviene de Cañales, y distribuye a Pozos y Bajo Badilla. El Terreno no pertenece al AyA sino

90 a la municipalidad. Booster San Antonio

Se encuentra al lado de la carretera que va a la ciudad Santiago, su entorno principal está urbanizado. Se ubica al lado de una ladera pronunciada.

Está en buen estado.

IL_nque Principal Jun,guillo

Este tanque se ubica en la cima de una ladera, en un área urbana

Es un tanque metálico en buen estado pero vulnerable a vandalismo según funcionarios del AyA. La tubería principal que viene desde las captaciones de los ríos Negro y Ta barcia concluye en este tanque.

Tangue concreto de Santiagq

El tanque se ubica en el casco central de la ciudad Santiago.

3 Se encuentra en muy buen estado fís ico, y almacena 1887 m de agua .

Fuente: Borges y Mora, 2013

Figura 21 Uso de la tierra en la microcuenca del río Viejo

liil Forestal • Pastos .J Cultivos ..J Urbano

Cobertura Área en km 2 Pastos 20,94

1 1 Cultivos 2,10

1 1 3% 5% Cen º' rl:un10 0,78 Forestal 1,39

1 Total 26,18

~ ~ Fuente: Borges y Mora, 2013

91 2 2 La microcuenca del río Viejo mide unos 25,4 km , de los cuales 1,39 km comprenden una cobertura forestal, es decir apenas un 5% de la microcuenca. Cabe resaltar que esta es la microcuenca que presenta los datos relativos más bajos de cobertura forestal. En cambio el uso no forestal es de unos

2 2 23,82 km , de los cuales una gran mayoría son ocupados por pastos, mientras que sólo O, 7 km aproximadamente representan la mancha urbana.

2.5.2.3 Microcuenca del río Picagres

La microcuenca del río Picagres está ubicada al norte del área de estudio, allí se encuentran 5 componentes del sistema de acueductos de Puriscal y Mora: bombeo Desamparaditos, Captación arriba y abajo Desamparaditos, bombeo Bajo Burgos y captación La Fila (Tabla 13).

Tabla 13 Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Picagres. Infraestructura Bomb_eo Desam _r_aditos

Alrededor del bombeo predominan los pastos, pero se pueden encontrar algunos relictos de bosque.

Es una casetilla de concreto con una malla, se encuentra en buen estado, está ubicado en un sitio donde la ladera se aprecia estable.

C • tación arriba Desa

Se ubica en una ladera abrupta boscosa pero alrededor predominan los pastos. In situ se aprecian indicadores de inestabilidad como la inclinación de los árboles.

La fuente consiste en una estructura de concreto en estado aceptable.

Captació_n abajo Desamparaditos l11 Z. 31

Se encuentra en una ladera abrupta boscosa. La predominancia de uso son pastos, hay algunos relictos de bosque, el material superficial se encuentra muy disgregado.

Es una estructura de concreto en mal estado pero funciona, según funcionarios del AyA.

92 Ubicado en la cima de una ladera abrupta con movimientos de tierra. La predominancia de uso alrededor es de pastos y café.

Es una casetilla de concreto, con malla de seguridad que presenta buen estado.

Captación La F_ila

Esta naciente y captación está dentro de un matorral que es parte de un bosque de galería. En el entorno hay potreros y está cerca de un caserío

Es una estructura de concreto, que posee un mal estado. Al lado hay una captación privada. El terreno no pertenece al AyA. Fuente: Borges y Mora, 2013

2 2 La microcuenca Picagres mide unos 37,92 km , de los cuales solamente 5,16 km corresponden a cobertura forestal, es decir los otros 32,33 km 2 se refieren a otros usos (Figura 22). En cuanto al uso general de la microcuenca, pueden encontrarse unos pequeños relictos de cobertura forestal, como son los llamados bosques de galería ubicados sobre la rivera de los ríos, siendo la mancha más representativa la que se ubica al sureste de la microcuenca, muy cerca de Santiago. Sin embargo la predominancia regional en cuanto al uso es de cultivos, pastos y algunas zonas urbanizadas.

Figura 22 Uso de la tierra en la microcuenca del río Picagres liii Forestal • Pastos ...J Cultivos i.J Urbano Cobertura Área en km 2

Forestal 5,16 Pastos 23,85 Cultivos 8,91 1% Urbano 0,37 Total 26,18

fuente: Sorges y Mora, 2013

93 2.5.2.4 Microcuenca río San José

Ubicada al sur de la microcuenca del río Picagres, contiene 13 unidades del sistema de acueductos

(Tabla 14); cabe recalcar que las captaciones y el tanque Garita se ubican dentro de un bosque de regeneración que pertenece al Área de Conservación Pacífico Central (ACOPAC) (Figura 24). Al oeste de la microcuenca es posible encontrar una sección considerable de bosque de galería, sobre el río

San José.

La microcuenca del río San José es la segunda más deforestada del área de estudio, ya que sólo un

8% de la misma es catalogada como cobertura forestal (Figura 23), es decir de 32,34 km2 sólo 2,57 km2 pertenece a esta categoría. Estos datos evidencian la urgencia de crear o incentivar prácticas de uso de la tierra más sostenibles, que resguarden el recurso hídrico y a su vez protejan las laderas.

Tabla 14 Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río San José. Infraestructura Ca ación Piedades

Está ubicado en una zona boscosa pero la predominancia del entorno es de pastos y el poblado Piedades Son dos estructuras de concreto en muy mal estado, y deben estar en buen estado ya que son captaciones de agua. El terreno no es del Ay A.

Bombeo Piedades.

Se encuentra en una zona boscosa pero la predominancia del entorno es pastos.

Es una casetilla de concreto en mal estado, cerca de una quebrada que presenta problemas de inestabilidad en el cauce. El equipo de bombeo está cerca de la escuela de Piedades. El terreno no pertenece al Ay A. Ta ue Distribución Piedades

Su entorno consiste en siembra de café y un caserío.

Es una estructura de concreto en estado regular, ya que presenta muchas fisuras. Es un tanque muy pequeño. Terreno no pertenece al Ay A.

Ta nqu_e Nuevo Barbacoas

Alrededor del tanque predominan los pastos. Además de varios caseríos del poblado Barbacoas, está cerca de un colegio.

Es una estructura de concreto con malla en muy buen estado, pero

94 existen problemas de vandalismo que se traducen en daños a la 3 infraestructura del tanque. Almacena 400 m de agua Tangue Vieio Barbacoas

Está ubicado en una ladera abrupta, en los alrededores predominan pastos y poblamiento rural concentrado

El tanque es una estructura de concreto que aparenta un estado aceptable. En la zona hay problema de deslizamientos.

Caotación de Barb_acoas

Se encuentra en una ladera boscosa, sin embargo la predominancia del entorno es el cultivo de café.

Es una estructura de concreto ubicada en una ladera, posee un buen estado. El terreno no pertenece al AyA.

T

Este tanque se ubica cerca de una quebrada tributaria de la quebrada Corteza!, la predominancia del entorno es café.

Consiste en una casetilla en regular estado y un tanque de concreto con mal estado.

C,ªPJaciones Garita 1.2:_y 3

Se ubica en un bosque de regeneración.

Son tres estructuras de concreto que presentan buen estado. Para poder tener acceso a las fuentes se debe ingresar por medio de una servidumbre.

95 Tan ue Fuente Garita

Se ubica en el mismo sector que las fuentes Garita 1, 2 y 3, en un bosque de regeneración.

Es una estructura de concreto, presenta un mal estado, está expuesto a inundaciones ya que se encuentra en el cauce de una quebrada. La entrada es bajo servidumbre.

Captación 1 Alto La Legua

Se ubica en una zona con pastos y alrededor se aprecian algunos relictos boscosos

Es una Estructura de concreto que tiene buen estado. El terreno no pertenece al AyA.

Capta_ci_ó_o 2 y clsterna, bom_bj?_O Alto La Legua

Se encuentra en una zona con pastos y algunos relictos boscosos. La captación 2 de la quebrada puede verse afectada por problemas de remoción de masa.

Es una casetilla y dos captaciones de concreto en mal estado, todo se ubica cerca del talweg de la quebrada. El terreno no pertenece al Ay A.

Fuente: Borges y Mora, 2013

Figura 23 Uso de la tierra en la microcuenca del río San José

liil Forestal • Pastos .J Cultivos wUrbano Cobertura Área en km 2

Forestal 2,57 Pastos 2Q,31 Culbvos 9,46 Urbano 0,21 Total 32,55

Fuente: Borges y Mora, 2013

96 El uso no forestal es similar al de las otras microcuencas mencionadas, existe un porcentaje de 67% de cobertura de pastos, mientras que alrededor de 9,7 km 2 equivalen a cultivos y un porcentaje muy bajo engloba la mancha urbana.

Figura 24. Tanque y fuentes Garita, ubicadas dentro de una zona protegida por el Área de Conservación Pacífico Central, se espera que al estar dentro de un área protegida se resguarde en mayor medida el componente del AyA. Fuente: Borges y Mora, 2013.

2.5.2.5 Microcuenca río Quivel

Esta microcuenca se ubica al suroeste del área de estudio, colindando con la microcuenca del río San

José; es la microcuenca con menor cantidad de infraestructura del sistema, encontrándose sólo dos componentes: tanque de almacenamiento La Legua y tanque de almacenamiento Bajo La Legua

(Tabla 15 y Figura 25).

97 Tabla 15 Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Quivel. Infraestructura Fotografía Tanque Almacenamiento La Legu¡i,

El tanque está ubicado sobre una ladera muy pronunciada, alrededor de este se encuentra un charral, bosques y pastos con árboles dispersos.

Es una estructura de concreto en mal estado, presentaba fugas de agua lo que estaba inestabilizando el terreno, el AyA corrigió la infiltración y se hizo un canal de drenaje para la escorrentía.

Tanque Almacenamiento Bajo La Legua

Predominan los pastos y cultivos alrededor de este tanque, pero es posible encontrar algunos sitios con bosque.

La estructura de concreto se encuentra en estado crítico, el sitio se ve bastante vulnerable, se evidencia un proceso de erosión acelerada.

Fuente: Borges y Mora, 2013

Figura 25 Uso de la tierra en la microcuenca del río Quivel

Y Forestal • Pastos _J Cultivos '. 8% \

Cobertura Área en km 2

Forestal 13,59 Pastos 43,30 Cultivos 4,70 Fuente: Borges y Mora, 2013 Total 61,60

98 Quivel presenta un comportamiento similar a las demás microcuencas en cuanto al uso de la tierra,

2 2 posee un 87% de cobertura no forestal, que es un total de 24,2 km , de los cuales 22,4 km

corresponden a pastos, los otros 2,8 km 2son cultivos.

2.5.2.6 Microcuenca río Jorco

Es una microcuenca que presenta ciertos relictos forestales, al igual que las otras microcuencas del

área de estudio, donde la predominancia de uso es de zonas no forestales. Allí se ubica el tanque de

almacenamiento Bajo Badilla, tanque Barrio La Cruz, tanque Candelarita, tanque de almacenamiento

Polka, tanque de almacenamiento Cerbatana y tanque Cerdas (Tabla 16 y Figura 26). El tanque de

almacenamiento Bajo Badilla se ubica dentro de una zona boscosa, aunque la predominancia del

entorno son pastos

Figura 26 Uso de la tierra en la microcuenca del río Jorco

wForestal • Pastos '-.!Cultivos

Cobertura Área en km 1

Forestal 6,07 Pastos 33,61 Cultivos 2,75 Fuente: Borges y Mora, 2013 Total 42,43

2 2 La microcuenca mide unos 42,43 km , en los cuales la cobertura forestal alcanza los 6,07 km , es decir un 14% del total del área. Dicha cobertura predomina al sur de la microcuenca, donde se observan ciertos bosques ribereños sobre el río Jorco. Igual que las otras microcuencas, el uso no forestal predominante es pastos con 33,6 km 2 (Figura 26).

99 Tabla 16 Infraestructura del acueducto de la microcuenca del río Jorco. Infraestructura Tangue almacenamiento _Bajg Badilla

El tanque se ubica dentro de un pequeño bosque, pero regionalmente el uso que predomina son pastos con árboles dispersos. El tanque es de cemento y está en muy mal estado, se ubica al lado de una casa. El terreno no es del Ay A

Tan _e Almac_en.am·_ento Ce.rbatana

Hacia el sur de la infraestructura se encuentran árboles y pastos con árboles dispersos, al norte predomina el uso urbano.

El tanque se ubica cerca de una pendiente abrupta a ambos lados, es decir está en una divisoria. No presenta signos de inestabilidad. Es un tanque nuevo, por lo que está en buenas condiciones.

Tanque Barrio La Cruz

Es una ladera que posee pastos con árboles dispersos, en el entorno cercano hay un bosque. También existen árboles frutales recién sembrados y hortalizas.

El tanque está sobre una ladera muy empinada. La válvula se encuentra descubierta y los vecinos se quejan que es un sitio vulnerable a daños por vandalismo. Ta nq ue Candelarita

Se ubica al lado de una casa sobre una pequeña ladera. Se encuentran cultivos de tomate, chile y pepino, y árboles de guayaba.

El terreno no es del AyA. Es un tanque metálico que está muy oxidado internamente.

Ta ngue de Almacenamie_nto _Pol_ka

Alrededor hay pastos con árboles dispersos. El tanque se construyó sobre una calle vieja que la gente ahora utiliza para pasar a caballo.

Está ubicado sobre una pendiente pronunciada. El terreno no es del AyA, sino de la municipalidad. La infraestructura se encuentra en buen estado.

100 Tanque Cerdas

Se encuentra al pie de una ladera, la cual tiene sembrada caña. Debido a movimientos de tierra se dan problemas de remoción en masa y arrastre de sedimentos.

Ubicado frente a un antiguo basurero. Es un tanque metálico, que se encuentra en buenas condiciones, pero es vulnerable al vandalismo en reiteradas ocasiones han roto la malla.

Fuente: Borges y Mora, 2013

2.5.3 Síntesis del uso de la tierra

La zona de estudio se compone de 254,7 km 2 de ellos 44,1 km 2 (17%) corresponden a "cobertura forestal" y 210,6 km 2 comprenden lo denominado " no forestal" (83%). Queda evidenciado que el uso de la tierra en el área de estudio es en su mayoría pastos, pastos con árboles dispersos, cultivos y

áreas urbanizadas (mayormente rural disperso, que son pequeños caseríos aislados), que son las categorías inmersas en "no forestal" (Gráfico 5).

Estos datos comprueban que existe un desequilibrio ambiental importante en el área de estudio, si se complementan estos resultados con la observación de la ortofoto (mosaico de fotografías aéreas georeferenciadas y ajustada libre de errores y deformaciones) fácilmente se denota que predominan las áreas de pastos y de pastos con árboles dispersos, debido al uso ganadero histórico que se ha dado en la zona que ha compactado en gran medida los suelos.

Gráfico 5 Porcentaje de Uso de la Tierra en el Área de Estudio

70%

Pastos •Bosque • Cultivos • Centro Urbano

Fuente: Borges y Mora, 2013.

101 1 - ---;apa 8 ~ ~;o de l~ierra en el Área de Estudio -- ---

Simbología N Elaborado por: Proyección CRTM 05 • Poblados Bosque Jenny Borges Salas DatumWGS84 José Mora Calderón ® Infraestructura Ay A Cu ltivos Fuente: Escala Absoluta ...rv-- Red Hídrica Pastos Atlas ITCR 2008 1: 140 000 Proyecto Carta 2005 1 Trabajo de Campo C:::3 Area de Estudio ..... o N Dicha situación entorpece la protección del recurso hídrico, ya que la mayoría de las áreas de recarga

se encuentran desprotegidas o no como deberían estarlo, lo que genera un aumento en la escorrentía

superficial y por tanto una disminución de la cantidad de agua que podría resguardarse. Por supuesto

estas condiciones intensifican el fenómeno de inestabilidad de laderas, que naturalmente es propicio

en la zona.

2.5.4 Breve contextualización socioeconómica del área de estudio

Además de conocer la distribución y tipo de los diferentes usos que se le dan al terreno en el área de

estudio, es necesario conocer las principales características de la población que habita en estas seis

microcuencas. Cinco microcuencas, Picagres, Viejo, San José, Jorco y Quivel, se ubican dentro del

cantón Puriscal, el cual es el número cuatro de la provincia San José. La microcuenca del río Tabarcia

se ubica dentro del cantón Mora, el número siete de la misma provincia. Las seis microcuencas

delimitan el área de interés para el AyA, en donde unas 28.000 personas distribuidas en al menos 75

comunidades se ven beneficiadas con el recurso hídrico (Tabla 1).

Según los datos del censo 2011 (INEC, 2011) el cantón Puriscal es conformado por 33.004 habitantes

que representan el 0,8% de la población del país. Un 77% lo conforma la población rural, el otro 23%

que corresponde a población urbana, se concentra en el poblado principal de este cantón, la ciudad

de Santiago. El cantón Mora presenta una distribución de su población diferente, ya que un 54% lo

conforma la población rural, de un total de 26.294 personas, por lo que un poco menos de la mitad

corresponde a población urbana.

A pesar de ser comunidades con un mayor porcentaje de población rural, una gran parte de la

población de ambos cantones se dedica económicamente al sector terciario, es decir a servicios, en el

cantón Puriscal un 70% de la población trabaja en este sector y en Mora es un 76% (INEC, 2011).

Según Fernández (2013) el uso de la tierra predominante es de pastos dedicados a la ganadería de

carne, aunque también pueden encontrarse ciertos sectores que dedican al cultivo de café, existen

otros usos como cañales y otros cultivos, pero son escasos. El uso residencial se da de forma lineal

alrededor de las calles, excepto en el poblado Santiago, el cual es la cabecera poblacional principal.

Las comunidades son predominantemente rurales pero dedicadas al sector servicios en gran medida, esto significa que el uso que le dan al agua potable no obedece a actividades primarias. El Ay A posee cuatro tarifas distintas para el área de estudio, 1) la tarifa domiciliar, que es la predominante según el señor Fernández (2013), 2) comercial, que incluye tanto comercios ordinarios como tiendas y

103 reproductivos como panaderías y sodas que necesitan vitalmente del agua potable, 3) gubernamental

como la municipalidad y otras oficinas del Gobierno, y 4) preferencial que incluye los salones

comunales, las asociaciones de desarrollo, la iglesia, entre otros. Según el funcionario del AyA, en

estas tarifas no se contempla el uso destinado a la agricultura y ganadería, ya que estos toman el

agua de quebradas o ríos.

La zona posee dos máximas de lluvias en los meses de mayo-junio y setiembre-octubre, según los

datos suministrados de precipitación posee un promedio de lluvias anual 2000 mm, es decir la

cantidad de precipitación que cae a la zona es considerable, sobre todo en las máximas, que es

cuando se detonan los procesos de inestabilidad, recordando que el agua es el agente modelador del

relieve por excelencia.

La geomorfología es una variable fundamental para el presente estudio, al formar parte de las

serranías de ladera de fuerte pendiente, con fallamientos importantes y un historial sísmico muy

activo. Se han identificado geoformas que indican el movimiento del relieve que responden a los

procesos de la inestabilidad de laderas, como la reptación y el "pie de vaca", así como los lóbulos de solifluxión.

Todos estos procesos son naturales y propios de la formación del relieve, sin embargo la inestabilidad

de laderas se acelera y se convierte en una amenaza cuando el ser humano realiza prácticas

inapropiadas de uso de la tierra. Existe una gran extensión de pastos y poca cobertura forestal en el

área de estudio. Se reconoce que la cobertura forestal no es un factor de resistencia a la inestabilidad

en todos los casos, pero el antecedente histórico de Puriscal alrededor de la enorme deforestación,

obliga a considerar el cambio a prácticas agrícolas y ganaderas más sostenibles con el entorno y la

topografía, tal y como las silvo-pastoriles, es decir la mezcla de pastos para ganado y árboles, o cultivos y árboles para sombra, que no perjudiquen. la calidad de los pastos y la cosecha.

Estos factores permiten construir un contexto biofísico del área, con el fin de comprender las posibles causas de los numerosos deslizamientos existentes en las seis microcuencas, y que finalmente amenazan las vidas humanas. En este trabajo se enfatiza en la amenaza que los deslizamientos ejercen sobre el sistema de acueductos del AyA. Una vez comprendido el contexto biofísico de la zona, se prosigue con el análisis de la inestabilidad de laderas en función del sistema de acueductos.

104 Capítulo 111 - Zonificación de la amenaza por deslizamientos

En el Capítulo 11 se expuso un contexto biofísico para las seis microcuencas que componen el área de

estudio, según variables consideradas determinantes para la inestabilidad de laderas: tectónica y

sismicidad, formaciones geológicas, clima y régimen de precipitaciones, geomorfología, pendientes y

uso de la tierra. En este apartado se procede a zonificar la amenaza por deslizamientos para cada una

de las seis microcuencas. Este se subdivide en 1) la zonificación y análisis de la amenaza potencial por

deslizamientos (utilizando el modelo SINMAP), donde se incluye algunas de las propiedades geofísicas

de las formaciones superficiales, y 2) el análisis de la amenaza actual por deslizamientos.

En el acápite del uso de la tierra del Capítulo 11, se ha detallado la cantidad, tipo, ubicación y estado físico de la infraestructura que forma parte del acueducto de Puriscal, formado por 43 componentes en total, que incluye, captaciones, bombeos, estaciones completas, desarenadores, tanques, planta

potabilizadora e impulsadores. Es necesario conocer la situación de estos componentes, sobretodo saber qué tan cerca están de deslizamientos activos. El propósito es que el AyA esté al tanto de la amenaza actual y potencial por deslizamientos para cada infraestructura del sistema de acueductos.

3.1 Análisis de Ja amenaza potencial por deslizamientos

La inestabilidad de laderas se puede analizar en dos escenarios, uno es el de la amenaza actual o real, que se obtiene de la interpretación de fotografías aéreas y trabajo de campo, que evidencia el contexto presente del sitio. El otro panorama es el de la amenaza potencial, que muestra un escenario posible de amenaza por deslizamientos, para poder calcular la amenaza potencial en esta investigación se ha utilizado el modelo SINMAP.

En el acápite 1.3.4.1 (pág. 29) se ha detallado la teoría en la que se basa el modelo SINMAP. El mismo fue creado para estudiar deslizamientos traslacionales, provocados por la convergencia del flujo hipodérmico o sub-superficial. Requiere de pocos datos de calibración, los cuales no deben ser precisos ya que el modelo acepta un grado de incertidumbre, por lo que los resultados generados por el mismo deben ser entendidos como grados relativos y no absolutos de estabilidad e inestabilidad. El modelo precisa de una capa de deslizamientos existentes, requerida como un archivo de puntos.

Los resultados dependen en gran medida de la calidad del Modelo Digital del Terreno (MDT). Para la presente investigación se garantiza la calidad de este modelo digital del terreno, al tener una grilla de

105 10 por 10 metros, que es lo que recomiendan los creadores de SINMAP. Este MDT fue elaborado con

la herramienta TOPO TO RASTER del software ArcGis 10.

SINMAP genera dos resultados principales, el índice topográfico de humedad, el cual toma en cuenta

la humedad por convergencia topográfica superficial, generada por medio del MDT, la conductividad

hidráulica y el espesor del suelo. El modelo busca homologar las condiciones del sitio simulando

condiciones lluviosas, que es cuando se detonan los deslizamientos traslacionales. El otro resultado

principal que genera el modelo es el índice de estabilidad, que calcula basándose en la pendiente

topográfica, el área específica de la cuenca y los parámetros de calibración (Figura 27).

Figura 27. Ventanas para ingresar los datos de calibración para correr el modelo SINMAP

Default Values

9.8:

TIR kJwe¡- bound 2000 W~ter Densify (kg/m"3} !000 TIR upper bound Nurnber of points 1r1 SA plot Cohesion lower bound SA plot kMncel !\ il l Restare def4uJW, \

Fuente: MW-SINMAP, 2013.

Los datos de calibración corresponden a valores de propiedades de las formaciones superficiales

como densidad aparente, mínimo y máximo de cohesión, mínimo y máximo del ángulo de fricción, y

un valor llamado transmisividad y recarga (T/R) (detallado en el acápite 1.3.4.l, pág. 33). Se

obtuvieron datos de calibración para cada una de las microcuencas del área de estudio (Tabla 17), en

donde se busca obtener un dato mínimo y otro máximo, partiendo de que el modelo genera

resultados relativos. Marcados por cuadros rojos en la tabla 17 se recalcan los datos de calibración

que fueron escogidos para ejecutar el modelo. Su elección se debe a la representatividad del área de

estudio, ya que no fue posible correrlo por microcuenca, tal como se detalla en el acápite 1.4.S (pág.

54).

A pesar de las limitaciones detectadas en el modelo SINMAP, cabe recalcar que este se basa en metodologías muy sólidas, estudiadas desde hace más de veinte años, y que han generado buenos

106 resultados en diferentes partes del mundo, inclusive en Costa Rica, como los estudio elaborados por

Arce (2011) y Camacho (2010), valga decir que en ambientes operativos y versiones de ArcGis y

MapWindow más antiguas. Para la presente investigación se ha ejecutado SINMAP en el programa

ArcView 3.3 en un ambiente operativo Windows XP, cuyos resultados se analizan a continuación.

Tabla 17 Parámetros de calibración del área de estudio para el modelo SINMAP.

e •o e ·¡:; :~ u -oe=­ 111 =¡ ·;: Densidad ·- e QI e "' o .e o QI aparente QI ·- o·- -"C T/R (m) Microcuenca kg/m .eo "'e u ~ o;- u QI o QI 3 -::::1 - e .5 E E al) ·- "C ·;¡ :e e ~~ •111 111 •e:( ~- )( •111 1 ~ Prom Min 1 Max Ta barcia 1420 0,02119862 IO078 6864 1 20 38 1228,2530783 2385,6436479 Pica gres 1420 IJ,021198621 0,03521127 20 31 2242,8969257 2869,2200630

Jorco 1445 0,02197229 0,0744898 210 1 38 11 646,6064516 ~ 645 , 020120 j

I Quivel 1480 0,02105038 0,03311258 1 2D_ 1 31 2717,699452 4710,0835439 Viejo 1450 0,02119862 0,07498973 2() 38 Dl49,668618Ct 2407,1359330 San José 1 1440 1 0,02165614 0,03355705 20 31 2296,2992334 3019,6660588 Fuente: Borges y Mora, 2013

El índice de saturación es una función de acumulación de humedad por convergencia topográfica superficial, conductividad hidráulica y espesor del suelo. SINMAP parte que hay una recarga capaz de compensar el flujo lateral en cada celda del terreno, por lo que es realista bajo condiciones lluviosas, las cuales son detonantes en la activación de deslizamientos superficiales (Arce, 2011). El índice de saturación corresponde a la realidad hídrica de la zona, ya que al comparar los resultados del mismo con las divisorias, fluvios e interfluvios existentes estos coinciden con gran exactitud, así también las concavidades del relieve que acumulan humedad (Mapa)9.

El índice de humedad posee cuatro categorías, 1) la Zona de Saturación (saturation zone), donde el

área siempre se satura con w=l, está representada por el valor 3. 2) Umbral de saturación (threshold saturation) donde las celdas presentan probabilidad de ser saturado, algunas celdas son w=l y otras menores a l. Representada por el valor de 2. 3) Parcialmente húmedo (Partially wetted) y 4)

Humedad baja (Low moisture), que son celdas que nunca son saturadas donde w es menor a 1 y es representado por valores entre O y l.

107 Map.1 <) · Índice de Saturaciún generado por SINMAP '~\\\- 1 1

'· 1: )\)

Slmbolo¡ h1 Indice de Saturación El aborado por: Jenny Borges Salas Proyección CRTM OS ® Infraestructura del Acueducto Humedad baja jod Mora Calderón DatumWGS84 • Rupturas deslizamientos Parcialmente húmedo Fuente: · ~- - Red Hídrlca SINMAP 1.0 Escala Absoluta 11 Umbral de saturación Atlas ITCR 2008 ""'-Tubería principal 11 1: 140000 Zona de Saturación Datos obtenidos en campo c:3 Areade Estudio Proyecto Carta 2005 ,__. o 00 El índice de estabilidad se calcula con base en la pendiente topográfica, el área específica de la

cuenca, y parámetros que especifican las propiedades del material, como la resistencia al corte, y el

clima mediante un índice de humedad (Arce, 2011). Este índice depende en gran medida de la calidad

del MDT. Las categorías que el índice genera son (Tabla 4, pág. 36): estable, moderadamente estable, casi-estable, potencialmente inestable en el umbral inferior, potencialmente inestable en el umbral

superior, y defended, que significa que de acuerdo al modelo las pendientes deberían ser inestables,

pero en caso que en la realidad no sea así es porque existen fuerzas resistentes que impiden la

inestabilidad, y que el modelo no contempla.

En el caso del área de estudio, las zonas que presentan una mayor inestabilidad son precisamente los

sitios donde existen pendientes superiores al 28%, es decir pendientes de moderadas a abruptas

(Mapa 10). En la microcuenca Tabarcia la captación del río Negro se ubica en una zona

potencialmente inestable en el umbral superior, la planta potabilizadora está en una zona de casi­

estable a potencialmente inestable en el umbral inferior (Figura 28). La tubería principal, que

atraviesa las microcuencas Tabarcia y Viejo, se sitúa en zonas donde predomina la categoría inestable

en Tabarcia, pero en Viejo se distribuye entre estable e inestable.

En la microcuenca Viejo, el tanque de almacenamiento y la inyección La Fila se encuentran en una

zona potencialmente inestable en el umbral inferior, el booster San Antonio de moderadamente

estable a potencialmente inestable en el umbral inferior, la captación Cañalitos, ubicada en un sitio

casi-estable, está a cinco metros de una zona potencialmente inestable en el umbral inferior (Figura

29).

Para la microcuenca Picagres, la captación La Fila se emplaza en un sitio de potencialmente inestable en el umbral inferior a potencialmente inestable en el umbral superior (Figura 30). Para la microcuenca San José, la captación Piedades en una zona potencialmente inestable en el umbral inferior. En las captaciones Garita, dos se ubican en zonas potencialmente inestables en el umbral inferior, y una de estas a diez metros de una zona potencialmente inestable en el umbral superior. El tanque de bombeo Barbacoas se ubica en un sitio potencialmente inestable en el umbral inferior y la captación Barbacoas en un lugar potencialmente inestable en el umbral superior. El tanque viejo

Barbacoas se encuentra en un lugar catalogado potencialmente inestable en el umbral inferior. En

Alto La Legua, la captación y el cisterna están en un sitio moderadamente estable y la otra captación en la zona potencialmente inestable en el umbral inferior (Figura 31).

109 En las microcuencas Quivel y Jorco, el tanque de almacenamiento Bajo La Legua se encuentra ubicado en un sitio potencialmente inestable en el umbral superior (Figura 32), y el tanque Cerdas en una zona potencialmente inestable en el umbral inferior (Figura 33).

En total son trece de cuarenta y tres componentes del sistema de acueductos que, según los resultados de SINMAP, están ubicados en zonas potencialmente inestables en el umbral inferior y superior. Las restantes 30 infraestructuras se ubican en sitios que el modelo ha catalogado como estables y moderadamente estables, es decir de acuerdo con sus resultados su vulnerabilidad a sufrir inestabilidad es poca.

110 -· -·-·-·------Mapa 10 - indice de Estabilidad generado por SINMAP

¡,...,_,,I ,

~ ""'' ~

1 110 OClO ' ----- M.étro

111 Simbología Indice de Estabilidad Elaborado por: Jenny Borges Salas Proyección CRTM 05 e Infraestructura de l Acueducto !I Defended José Mora Calderón Datum WGS 84 • Rupturas desllzam1entos 11 Alt a Potencialidad inestable Fuente: - Bata Potencialidad inestable Red Hídrica SlNMAP 1.0 Escala Absoluta Casi Estable Atlas ITCR 2008 """-- Tubería principal 1: 140 000 Moderadamente Estable Datos obtenidos en campo (:::3 Are a de Estudio Estable Proyecto Carta 2005 ~ ~ ~ Figura 28 Índice de Estabilidad Microcuenca del río Tabarcia

Defe nded Referencias Alta Potencialidad inestable • Infraestructura del AyA Ba1a Potencia6dad inestable Infraestructura AyA: • Rupturas deslizamientos A: Captación y desarenador rio Negro Casi Estable ...,..__ Tu bena Principal B: Captación rio Tabarcia Moderadame nte Estable C: Oesarenador rio Tabarcia ~ Curvas de l'llvel Estable D: Tanque Morado y 8 Infraestructura AyA Planta potabihzadora Fue nte Borge s y Mol'8, 2013

Figura 29 Índice de Estabilidad Microcuenca del río Viejo

Indice de Estabilidad

De fended Alta Potencia lidad inestable

· Referencias Baja Potenc ialidad ine sta ble Infraestructura AyA E: Tanque almacenamiento Casi Estable In fraestructura del AyA A: Inyección y tanque La Fila Santa Cecilia • Moderadamente Estable Rupturas deshzam ientos B: Booster San Antonio F: Tanque concreto Santiago y • 1 Estable Masas deslizamientos C: Bombeo, tanque, Tanque princ ipal Junquillo Captación San Antonio G: Estación de Bombeo Callales ~ Tube ria Pnncipal D: Inyección y tanque H: Captación y cisterna Callalitos Fue ntes Borrges y Mora, 2013 Curvas de mvel San Antonio 1: Ta ~ almacenamiento Pozos

112 Figura 30 Índice de Estabilidad Microcuenca del río Picagres

lndic~ d~ Estabilidad

Defended Alta Potencialidad inestable

1 Baja Potencialidad inestable Casi Estable Moderadamente Estable Estable

Referendes Infraestructura AyA: • Infraestructura del AyA A: Captación arriba Desamparaditos B: Captación abajo Desamparaditos • Rupturas deslizamientos C: Bombeo Desamparaditos C:3 Masas deslizamientos D: Bombeo Bajo Burgos Curvas de nivel E: Captación La Fila Fuentes: Bor¡es y Mona, 2013

Figura 31 Índice de Estabilidad - Microcuenca del río San José

Defended Referencias Alta Potencialidad inestable

.,.,~ • Coronas deslizamientos Infraestructura AyA: Baja Potencialidad inestable A: Captación, tanque y bombeo Piedades • Infraestructura del AyA Casi Estable 8: Tanques nuevo y viejo Barbacoas • Rupturas desfüamientos C: Captación y tanque bombeo Barbacoas Moderadamente Estable ~ Tuberia Principal O: Captación, cisterna, bombeo Alto La Legua Estable •'- Curvas de nivel E: Captaciones Garita Fu~nt~s : Borges y Mora, 2013

113 Figura 32 Índice de Estabilidad Microcuenca del río Quivel

Índice de Estabilidad

Defended Alta Potencialidad inestable Referencia Baja Potencialidad inestable

• Infraestructura del AyA Infraestructura AyA: Casi Estable • Rupturas deslizamientos A: Tanque almacenamiento La Legua Moderadamente Estable 8: Tanques almacenamiento Bajo La Legua ..,..,_ Tubería Principal BEstable (::::3 Masas deslizamientos Fuente: Borges y Mora, 2013 ,'.-~ Curvas de nivel

Figura 33 Índice de Estabilidad - Microcuenca del río Jorco

Índice de Estabilidad

Defended Alta Potencialidad inestable Baja Potencialidad inestable Casi Estable Moderadamente Estable Estable

Infraestructura AyA: A: Tanque almacenamiento Polka Referencias B: Tanques Candelarita • Infraestructura del AyA C: Tanque Barrio La Cruz a Rupturas deslizamientos D: Tanque almacenamiento Cerbatana E: Tanque Cerdas 1 -"4-- Curvas de nivel F: Ta ~e almacenamiento B ·o Badila FYem.: lo'1" y Mon, 2013 114 3.2 Análisis de la susceptibilidad a deslizamientos

Esta sección representa la zonificación a la susceptibilidad a deslizamientos en el área de estudio, integrando algunas variables de la contextualización biofísica, como lo son las pendientes (inclinación y curvatura), uso de la tierra, formaciones geológicas, distancia a drenajes, y otros aspectos como la disección del relieve, el relieve relativo y densidad de deslizamientos.

Esta metodología se basa en la Evaluación Multicriterio mediante la determinación de pesos empleando el Método de las Jerarquías Analíticas o Analytic Hierarchy Process desarrollado por Saaty

(1990) citado por Roa (2006). La cual se basa en el desarrollo de prioridades de criterio para la ocurrencia de un proceso de deslizamiento, generando un índice de susceptibilidad que va de O a 1, donde O representa la baja susceptibilidad y 1 alta susceptibilidad. El índice se reclasificó en 3 categorías donde la categoría 1 representa baja susceptibilidad (0,16 - 0,35) y es de color verde, la categoría 2 representa susceptibilidad media y su color es amarillo (0,35-0,45}, finalmente la categoría 3 corresponde a alta susceptibilidad (0,45 - 0,75).

Los resultados de la zonificación se apegan a la realidad, tal como se puede corroborar en el Mapa 9 y en las figuras 34 a 39, donde se sobrepone el índice de susceptibilidad obtenido y los deslizamientos fotointerpretados, la mayoría de estos se ubican sobre las zonas de alta y media susceptibilidad. La escala del mapa y de las figuras en ocasiones crea confusiones (Mapa 9), pareciendo que algunos deslizamientos se encuentran sobre áreas de poca susceptibilidad, sin embargo al acercar la capa en un software SIG es posible notar que en realidad se ubican en pequeñas zonas de alta y media susceptibilidad. A continuación se detalla la situación de la infraestructura ubicada en zonas de media y alta susceptibilidad.

En la microcuenca del río Tabarcia se demuestra la validez y complementariedad en el análisis de la amenaza por deslizamientos de dicho índice, cabe mencionar la situación de la captación del río

Negro. El índice de susceptibilidad categoriza este sitio como estable, sin embargo gran parte de las laderas que rodean la infraestructura y que se encuentran aguas arriba de la misma, presentan una alta susceptibilidad y en menor grado la categoría media. Lo cual coincide con los hechos sucedidos en el año 2010, cuando dicha captación fue destruida por un flujo de detritos, dejando la misma deshabilitada. La captación del río Tabarcia se ubica en una zona establé, sin embargo al igual que el río Negro, se puede ver afectada por lo que se suceda en las laderas que la rodean, donde aumenta la susceptibilidad.

115 Mapa 11 - Índice de Susceptibilidad a desli7.amientos

---

i-

ID &- l ~ ~Y,,

" r.ll 2500 5 ~ ooal. El aborado por: Si mbología jenny Borges Sa las Proyección CRTM OS Indice de susceptibilidad C3 Area de Estudio Jos é Mora Calderón Datum WGS 84 Infraestructura del Acueducto e Baja (0,16 - 0,35) Fuente: - ~ Red Hidrica SINMAP 1.0 Escala Absoluta W Media (0,35· 0.45) Atlas ITCR 2008 ..,.._Tubería principal 1: 140 000 Datos obtenidos en campo ...... Alta (0,45 · O, 75) ...... 11 C3 Masas deslizamientos Proyecto Carta 2005 en La tubería principal que conecta las captaciones de los ríos Negro y Tabarcia con la planta potabilizadora y luego con el tanque principal de Junquillo, es susceptible en ciertos sectores de su recorrido por la microcuenca Tabarcia, específicamente en las zonas de pendientes moderadas, donde la susceptibilidad a deslizamientos aumenta, por ejemplo en los alrededores del poblado

Morado. Tanto la tubería como la planta potabilizadora se encuentran vulnerables a la amenaza por deslizamientos, esta susceptibilidad se extiende casi ininterrumpidamente desde este sitio hasta la microcuenca del río Viejo, específicamente en el tanque e inyección La Fila, lo cuales presentan un

índice alto. Cerca del poblado San Antonio y donde se conecta con la inyección y tanque de almacenamiento del mismo nombre, la susceptibilidad también es elevada, al igual que su culminación en el tanque principal Junquillo, donde la vulnerabilidad es media. En síntesis, la tubería principal presenta una alta vulnerabilidad a deslizamientos en la mayor parte de su trayecto.

En la microcuenca Viejo, el tanque de almacenamiento Santa Cecilia y la captación, cisterna y bombeo

San Antonio se ubican en zonas de vulnerabilidad media. Por otro lado, la estación de bombeo

Cañales y la captación y cisterna Cañalitos se ubican en zonas estables, sin embargo a 20 m de la infraestructura Cañalitos se encuentra una zona de media estabilidad, correspondiente al deslizamiento masivo Bajo Máquinas, lo que implica que se encuentra vulnerable. El tanque de almacenamiento Pozos ha sido clasificado con un índice alto.

La captación arriba Desamparaditos, ubicada en la microcuenca Picagres, presenta una alta vulnerabilidad. Las captaciones abajo Desamparaditos se ubican en una zona estable, pero a escasos diez metros el índice señala alta y media susceptibilidad. Cuando se realizaron visitas al sitio se comprobó que las captaciones se ubican en laderas que presentan procesos de reptación, indicados por la inclinación de los árboles. Además cuando se llevó a cabo la fotointerpretación se identificaron tres deslizamientos rotacionales a menos de doscientos metros de las captaciones. El bombeo

Desamparaditos se localiza cerca de una zona de susceptibilidad media. Otro componente que se encuentra dentro de esta microcuenca es la captación La Fila, esta se ubica en una zona de baja vulnerabilidad, pero en un radio de unos veintiséis metros la susceptibilidad aumenta a la categoría media.

En la microcuenca del río San José se encuentran el bombeo y la captación Piedades, cuya susceptibilidad fue clasificada como media, esta última infraestructura se ubica dentro del depósito de un deslizamiento. El tanque de distribución Piedades, ubicado a menos de diez metros de una corona de deslizamiento, presenta una alta susceptibilidad. El tanque viejo Barbacoas también

117 Figura 34 Índice de Susceptibilidad Microcuenca del río Tabarcia

ReferendH Indice de susceptibilidad Infraestructura AyA: e Infraestructura del AyA M Baja (0,16 - 0,35) A: Toma y desarenador río Negro • Rupturas deslizamiento: C:3 Media (0,35-0,45) B: Toma río Tabarcia .,._ Tuberla Principal M Alta (0,45 - 0,75) C: Desarenador rlo Tabarcia O: Tanque Morado y ~ Coronas deslizamientos Planta de Tratamiento ""--"" Depósitos de deslizamiento Fuente: Borges y Mora, 2013

Figura 35 Índice de Susceptibilidad Microcuenca del río Viejo

Fuente: Borges y Mora, 2013

Indice de susceptibilidad Referenclea Infraestructura AyA: E: Tanque almacenamiento e Infraestructura del AyA M Baja (0,16- 0,35) A: Inyección y tanque La Fila Santa Cecilia B: Booster San Antonio F: Tanque concreto Santiago y • Rupturas deslizamientos Media (0,35-0,45) C:3 C: Bombeo, tanque, Tanque principal Junquillo ..,.._Tubería Principal M Alta (0,4S - 0,75) fuente San Antonio G: Estación de Bombeo Callales ~ Coronas deslizamientos O: Inyección y tanque H: Fuente y cisterna Cañalitos San Antonio 1: Tanque almacenamiento Pozos ..,..__ Depósitos de deslizamiento

118 manifiesta una alta vulnerabilidad, al encontrarse dentro del plano de un deslizamiento. El tanque de bombeo Barbacoas se ubica en una zona de susceptibilidad de medía a alta, lo cual no es de extrañar al encontrarse dentro del depósito de un deslizamiento. La captación 1 Alto La Legua se sitúa dentro del material en tránsito de un deslizamiento, donde se ha catalogado como una zona de media vulnerabilidad.

En el caso de la microcuenca Quivel, el tanque de almacenamiento Alto La Legua está ubicado en una zona que el índice de susceptibilidad ha catalogado como de alta vulnerabilidad a deslizamientos, sucede lo mismo con el tanque de almacenamiento Bajo La Legua, emplazado cerca de la corona de un deslizamiento. En la microcuenca Jorco se ubican varios componentes del sistema de acueducto con una vulnerabilidad de medía a alta, el tanque de almacenamiento Cerbatana se sitúa en una zona clasificada de media a alta susceptibilidad. El tanque Cerdas está ubicado en una zona estable, a pesar de situarse en el depósito de un deslizamiento. Los tanques Barrio la Cruz, Candelarita y Polka, se ubican en sitios con pendientes abruptas, a pesar de no haberse identificado deslizamientos cerca, el

índice de susceptibilidad ha catalogado estos sitios de medía a alta vulnerabilidad.

El índice de susceptibilidad muestra gráficamente y de manera integral la conjugación de las variables consideradas relevantes en esta investigación, facilitando el análisis de la amenaza por inestabilidad de laderas. Sus resultados han reafirmado enunciados que se han hecho desde la introducción de este proyecto y en la caracterización biofísica, convirtiéndolo en una herramienta complementaria para facilitar el estudio de deslizamientos. En total son 13 componentes ubicados en zonas de medía susceptibilidad y 10 en sitios de alta vulnerabilidad que el modelo de la EMC ha zonificado.

119 Figura 36 Índice de Susceptibilidad Microcuenca del río Picagres

Referencias Indice de susceptibilidad Infraestructura AyA: • Infraestructura del AyA Baja (0,16 - 0,35) A: Fuente arriba Oesamparaditos • Rupturas deslizamientos Media (0,35-0,45) B: Fuente abajo Oesamparaditos C: Bombeo Oesamparaditos ..,.__ Tuberia Principal Alta (0,45 • 0,75) O: Bombeo Bajo Burgos 1 ~ Coronas deslizamientos E: Naciente y Captación La Fila 1 ~ Depósitos de deslizamiento Fuente: Borps·y Mon, 2013

Figura 37 Índice de Susceptibilidad Microcuenca del río San José

Referencias Indice de susceptibilidad Infraestructura AyA: e Infraestructura del AyA M Baja (0,16- 0,35) A: Captación, tanque y bombeo Piedades • Rupturas deslizamientos C'.3 Media (0,35-0,45) B: Tanques nuevo y viejo Barbacoas ..,.__ Tuberia Principal M Alta (0,45 - 0,75) C: Toma y tanque bombeo Barbacoas O: Tomas, cisterna, bombeo Alto La Legua ~ Coronas deslizamientos E: Fuentes Garita Fuente: ..,.__ Depósitos de deslizamiento 1 lorps y Mon, 2013

120 Figura 38 Índice de Susceptibilidad Microcuenca del río Quivel

Indice de susceptibilidad

e Infraestructura del AyA M Baja (0,16 - 0,35) • Rupturas deslizamientos C3 Media (0,35-0,45) Alta (0,45 - 0,75) ""- Tuberia Principal M nfraestructura AyA: ~ Coronas deslizamientos A: Tanque almacenamiento La Legua Fuente: B: Tanques almacenamiento Bajo La Legua ""- Depósitos de deslizamiento Borges y Mora, 2013

Figura 39 Índice de Susceptibilidad Microcuenca del río Jorco

ReferenclH Índice de susceptibilidad Infraestructura AyA: ® Infraestructura del AyA M Baja (0.16 - 0,35) A: Tanque almacenamiento Polka B: Tanques Candelarita • Rupturas deslizamientos Media (0,35-0,45) C3 C: Tanque Barrio La Cruz .,,..,_Tubería Principal M Alta (0,45 - 0,75) D: Tanque almacenamiento Cerbatana ""'- Coronas deslizamientos E: Tanque Cerdas F: Tanque almacenamiento Bajo Badilla --Depósitos de desliza miento Fuente: Borps y Moni, 2013

121 3.3 Análisis de la amenaza actual por deslizamientos según microcuenca

El análisis de la amenaza por deslizamientos se encuentra estrechamente vinculado a la

caracterización biofísica del área de estudio detallada anteriormente, ya que permite comprender

cuáles son las posibles causas que provocan deslizamientos en determinada zona, y cuál es su

impacto en los componentes del acueducto del AyA. Por ejemplo, la formación Grifo Alto predomina

en toda el área de estudio, y el uso de la tierra preponderante se agrupa en la categoría no forestal

(Tabla 18}; ambos factores son condicionantes en cuanto a la inestabilidad de laderas, primero

porque la formación Grifo Alto es bastante conocida por su alto grado de meteorización en este sitio

(Salazar y Madrigal, 1994} y es donde ocurren la mayoría de deslizamientos. Y segundo, debido a la deforestación se ha reducido la cohesión del suelo proporcionada por las raíces (factor Cr, cohesión por raíces de SINMAP) que incrementan la resistencia al corte, así como el sistema de anclaje conformado por los troncos que funcionan como pilares de los taludes, que contrarrestan las tensiones de corte, aportes especialmente importantes en la prevención de deslizamientos superficiales. Así mismo la falta de cubierta vegetal, de hojas y humos que conforman un estrato superficial orgánico que protege los suelos, aumenta la velocidad de la escorrentía superficial lo que conlleva a la erosión de los mismos.

En los 220,46 km 2 de superficie se identificaron 870 deslizamientos recientes y antiguos, de los cuales cuatro son considerados masivos y activos (hay más masivos pero no fueron considerados por su antigüedad y por no encontrarse activos). Es importante determinar si alguno de estos deslizamientos se encuentra en el mismo sistema de laderas que la infraestructura del AyA, o bien si determinado componente se ubica dentro de la superficie de ruptura o la zona de depositación asociada al deslizamiento. También es necesario caracterizar los grandes eventos históricos ubicados en el área de estudio, es decir los deslizamientos masivos, ya que han generado cuantiosos problemas a las instituciones gestoras de servicios, como el AyA, y a las comunidades. Teniendo estos aspectos en cuenta, se prosigue con el análisis de la amenaza actual por deslizamientos a la infraestructura del

AyA para cada una de las microcuencas que componen el área de estudio.

3.3.1 Amenaza actual por deslizamientos, microcuenca del río Tabarcia

La microcuenca posee una extensión de 55,02 km 2 y se ubica al este del área de estudio. En cuanto a los componentes del sistema de acueducto se encuentra instalado el tanque Morado, la planta potabilizadora del acueducto y las captaciones de los ríos Tabarcia y Negro, que abastecen el 60% del

122 Mapa 12 - Amenaza actual por deslizamientos

473500

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i... IL - l l--. z ~ ;¡; &

( ' ilHIHAICA. ~- l_ !• J gu".uo· - ~·~~ ,,..-. '-\.~....__...... l · l;lllA'l: I G . \),y_ ) f. l:.*Ic:I QH ( --.,, "'!- } '""t l i.., ' O' 2 SO'D

Elaborado por: Slmbolog(a Jenny Borges Salas Proyecdón CRTM OS José Mora Calder6n DatumWGS84 C3 Area de Estudio • Rupturas deslizamientos Fuente: e Infraestructura del Acueducto ~" Coronas deslizamientos SINMAP 1.0 Escala Absoluta ~ Red H(dr1ca C3 Masas deslizamientos Atlas ITCR 2008 1: 140 000 ..--Tuberla principal Datos obtenidos en campo lo-" Proyecto Carta 2005 N w total de agua de todo el sistema de la zona de estudio. A pesar de poseer pocos componentes en comparación con las otras microcuencas, la planta potabilizadora y las captaciones de los ríos son fundamentales para el funcionamiento del sistema, por lo que su análisis es de vital importancia.

En la microcuenca se han encontrado 159 deslizamientos (Figura 40), concentrados sobretodo en el sector noroeste de la microcuenca, alrededor de la quebrada Mata y sobre la formación La Cruz, la cual Salazar y Madrigal (1994) aseguran que es propensa a presentar deslizamientos traslacionales.

Además las pendientes de esta área van de los 28 a 63 grados (Figura 17 y Mapa 7), y se encuentran desprovistas de vegetación arbórea. Justamente en este sitio se encuentra el tanque morado, parte de la tubería principal y la planta potabilizadora, la cuales transportan y purifican respectivamente las aguas que se extraen de los ríos Negro y Ta barcia.

Figura 40 Inventario de deslizamientos Microcuenca del río Tabarcia

Cantidad de eventos encontrados: Referencles Infraestructura AyA: • Infraestructura del AyA A: Captación y desarenador rfo Negro 159 • Rupturas deslizamientos B: Captación rfo Tabarcia C: Desarenador rlo Tabarcia ..rv- Tuberfa Principal D: Tanque Morado y Curvas de nivel Planta potabilizadora Fuente: Borges y Moni, 2013 L

La planta potabilizadora se ubica sobre una divisoria de aguas, al norte de la planta, a menos de lOOm hay un deslizamiento de tipo rotacional, sin embargo la corona del mismo está en dirección sur de la divisoria de aguas, mientras que la planta se encuentra en la ladera norte de la misma, por lo que no se observa una amenaza directa por este deslizamiento.

124 Tabla 18 Resumen de las principales características de las microcuencas y deslizamientos identificados del área de estudio

Ocurrió el flujo de detritos en la Ta barcia 1 55,02 1 X 1 X 1 X 1 1 28% 1 72% 1 159 1 2,89 1 captación del río Negro

Bajo Máquinas y El gran deslizamiento Bajo

X X 5% 4,29 San Rafael Máquinas afectará la estación Viejo 1 25,40 1 95% 109 1 1 1 1 1 1 1 1 Arriba Cañales y la captación Cañalitos.

Fallas Neotectónicas San

Picagres 137,921 X X 14% 86% 247 6,51 Santiago Antonio-Picagres y La Víbora y 1 1 1 1 1 1 1 1 1 enjambre sísmico de 1990

Es la segunda microcuenca más San José 1 32,45 1 1 X 1 1 1 8% 1 92% 1 191 1 5,89 1 Los Lagos 1 deforestada del área de estudio

Se ubican sólo dos componentes Quivel 1 27,35 X X 13% 87% 78 2,85 1 delAyA

Jorco 1 42,43 X X X 14% 86% 86 2,03 La Chanchera 1 Fuente: Borges y Mora, 2013.

125 Durante la inspección se detectaron levantamientos y fisuras en las aceras que rodean la estructura, indicadores de movimiento del terreno (Figura 41). A pesar de que no se ha desatado un evento como tal, es un hecho que el material se está desplazando, sumado a ello en la misma ladera hay deslizamientos presentes, lo que señala que ésta es inestable.

Figura 41. La planta potabilizadora muestra los efectos de inestabilidad del terreno insitu: pisos levantados, caños deformados y grietas. Fuente: Borges y Mora, 2013.

La captación del río Negro se ubica en el talweg del río. Se vio afectada por un flujo de detritos en el año 2010 (Figura 42), detonado por las fuertes lluvias del huracán Tomas, ocasionando el colapso de la estructura de la captación. Según el Sr. Pablo Fernández, funcionario del AyA, durante ese período se repartió el agua potable por medio de camiones cisternas, además de alternar los horarios de provisión de agua en numerosos sectores. Durante dos años la captación quedó inhabilitada, por lo que todo el sistema dependió del abastecimiento del río Tabarcia y de otras nacientes. Finalmente se restableció su funcionamiento en la segunda mitad del 2012.

Además del flujo de detritos, en la ladera sur, a más de 350 m de la captación, se han identificado dos deslizamientos de tipo rotacional ubicados cerca de la divisoria de aguas. Sumado a ello hay al menos 14 deslizamientos en las laderas que rodean al río, cuyas pendientes en la cuenca alta son sumamente propensas a presentar movimientos de remoción en masa (Figura 17 y Mapa 7) lo que permite calificar a esta microcuenca (la del río Negro) como muy inestable. Por tanto la captación de la misma se encuentra en una situación vulnerable, ya que cualquier deslizamiento importante que llegue a las aguas del río puede afectarle.

126 Figura 42. Cambios temporales ocurridos en la captación del río Negro: 2009- 2012.

Río Negro en el año 2009.

Río Negro en el año 2010, después del Huracán Tomas.

La captación fue rehabilitada en el 2012.

Fuente: Borges y Mora, 2013

127 Recuérdese que la litología que compone la cuenca alta son rocas ígneas (Mapa 5 y Tabla 8). Según

Suárez (1998} en su estado natural estas se caracterizan por ser fuertes y resistentes al corte, empero si se encuentran fracturadas y meteorizadas pueden ser blandas y débiles. Durante la investigación no fue posible corroborar su estado de alteración debido a la inaccesibilidad del sitio, sin embargo es un aspecto que debe ser tomado en cuenta, es muy probable que estás características también estén influyendo en la inestabilidad de las laderas.

A treinta y siete metros del tanque Morado se encuentra un deslizamiento de tipo rotacional, empero se encuentra al otro lado de la divisoria de aguas, por lo que el componente no se ve amenazado a corto plazo, en general se ubica en un terreno estable. El Desarenador se ubica sobre los depósitos aluviales y coluviales, cuya topografía se caracteriza por ser suave, y no hay presencia de deslizamientos, es decir la zona es estable. La tubería en su recorrido por esta microcuenca atraviesa las formaciones Grifo Alto y La Cruz (Figura 43), en las cuales se encuentran al menos once deslizamientos en una distancia menor a cuarenta metros de la misma, especialmente alrededor de la comunidad Morado, por lo que se puede asegurar que en estos sectores las laderas son inestables, y se debería dar seguimiento a la evolución de esos deslizamientos para tomar acciones precautorias en el momento oportuno.

e Infraestructura del AyA • Rupturas deslizamientos

Curvas de nivel Figura 43. La tubería principal del acueducto de Puriscal (color naranja) en su trayectoria se ve amenazada por una serie de deslizamientos (puntos negros y líneas blancas), se aprecia que la tubería pasa mayoritariamente sobre la Formación La Cruz en este sector. Fuente: Borges y Mora, 2013.

128 3.3.2 Amenaza actual por deslizamientos, microcuenca del río Viejo

2 La microcuenca del río Viejo presenta un total de 109 deslizamientos localizados en sus 26.36 km ; de estos, dos son los más conocidos por su gran tamaño y por los daños que han ocasionado: San Rafael

Arriba con un área de unos 1,3 km 2 y Bajo Máquinas de unos 1,28 km 2 (Figura 44). El deslizamiento

San Rafael Arriba ha provocado daños en tuberías de agua potable, carreteras, salón comunal, en la

Escuela Rosario Salazar, postes de tendido eléctrico entre otros; se ha cartografiado la corona de este deslizamiento con una longitud de 4,5 km. Dentro de este deslizamiento se ubican tres componentes del AyA, el tanque de almacenamiento San Antonio y la inyección San Antonio están situados en la corona, mientras el tanque de almacenamiento Santa Cecilia se sitúa en la zona de depositación; en ninguno de estos componentes se observaron problemas estructurales.

Figura 44 Inventario de deslizamientos Microcuenca del río Viejo

Deslizamiento Bajo Máquinas ~

Referencias Cantidad de eventos Infraestructura AyA: E: Tanque almacenamiento encontrados: • Infraestructura del AyA A: Inyección y tanque La Fila Santa Cecilia 109 • Rupturas deslízam íentos B: Booster San Antonio F: Tanque concreto Santiago y C: Bombeo, tanque, Tanque principal Junquillo 1 c:3 M•~"°""~·­ Captación San Antonio ubería Pnnc1pal G: Estación de Bombeo Cai'lales D: Inyección y tanque H: Captación y cisterna Cai'lalitos Fuentes: CNE, Hidrogeotecnia, 2012. rvas de nivel San Antonio 1: Tanque almacenamiento Pozos Borges y Mora, 2013

El deslizamiento Bajo Máquinas ha afectado el camino que conduce al lugar que lleva su nombre

(Hidrogeotecnia, 2012); los dueños de las casas que se encuentran sobre él deben realizar arreglos constantemente porque la infraestructura de las mismas se deforma (Fernández, 2013, comunicación oral). Dentro de este deslizamiento se ubica infraestructura vital del acueducto de Puriscal: la estación de bombeo Cañales y a escasos metros la captación y el cisterna Cañalitos.

129 La estación de bombeo hasta el momento no presenta daños visibles en su infraestructura. Sin embargo el río que pasa al lado ha socavado el puente, quedando la tubería completamente vulnerable (Figura 45). Por el contrario la captación y cisterna Cañalitos visiblemente presentan las consecuencias de encontrarse sobre terrenos inestables, la infraestructura como tal está cediendo, no sería de extrañar que sufra daños más graves posteriormente (Figura 46).

En la microcuenca del río Viejo, como en la mayor parte del área de estudio, predomina la Fm Grifo

Alto, pero la conductividad hidráulica obtenida para esta microcuenca presenta valores altos, además de una textura franco limosa que permite suponer que en esta microcuenca la formación superficial no retiene el agua por mucho tiempo. Recuérdese que es en esta microcuenca donde se encuentra el deslizamiento masivo más grande del sector: deslizamiento San Rafael.

Figura 45. A pesar de que la estación de bombeo Cañales se encuentra dentro del gran deslizamiento Bajo Máquinas aún no presenta daños estructurales, no sucede lo mismo con el puente y la tubería ubicados a la par, que se han visto afectados por el fuerte socavamiento del río. Fuente: Borges y Mora 2013.

El Tanque de almacenamiento La Fila se localiza sobre una divisoria de aguas, en el límite norte de la microcuenca, aproximadamente a treinta metros de la corona de un deslizamiento rotacional antiguo. Sumado a ello presenta problemas de inestabilidad debido a que el corte del talud donde se encuentra se está socavando, este movimiento de tierra se hizo para trazar la servidumbre de la propiedad que se ubica al lado del Tanque (Figura 47). En esta zona inestable también se ubica parte

130 de la tubería principal, la cual atraviesa o se encuentra a escasos metros de al menos seis deslizamientos y la corona de un movimiento antiguo. Ambas infraestructuras se encuentran emplazadas sobre la Fm La Cruz caracterizada por su tendencia a la inestabilidad.

Figura 46 . Captación Cañalitos y deslizamiento Bajo Máquinas. Este masivo deslizamiento (amarillo) afecta tanto a la estación Cañales como la captación Cañalitos, desde la cual se puede observar el movimiento del material, tal y como se aprecia arriba. Los círculos en rojo corresponden a la infraestructura del AyA con amenaza directa por deslizamientos, los de color azul no presentan amenaza. Fuente: Borges y Mora, 2013 .

131 Figura 47. Tanque de almacenamiento La Fila. Este presenta problemas de inestabilidad in situ, debido a movimientos de tierra. Fuente de fotografía: Fernández, 2012. Elaborado por: Borges y Mora, 2013.

El tanque de almacenamiento Santa Cecilia se ubica sobre la zona de depositación del deslizamiento

San Rafael, a pesar de ello la zona se ve estable y la infraestructura se encuentra en buenas

condiciones. El Booster San Antonio se localiza sobre el depósito de un deslizamiento rotacional

antiguo. Por el momento no se observas daños en la infraestructura, sin embargo se debe prestar

atención, ya que puede que se manifieste un movimiento lento del material, el cual se evidenciaría

por medio de fisuras en la estructura.

3.3.3 Amenaza actual por deslizamientos, microcuenca del río Picagres

La microcuenca Picagres se ubica en el noroeste del área de estudio; un 90% del uso de la tierra es no

forestal, con predominio de pastos. Dentro de esta microcuenca se ubican 5 componentes del

sistema de acueductos: bombeo Desamparaditos, captaciones arriba y captaciones abajo

Desamparaditos (tres captaciones de agua), bombeo Bajo Burgos, y captación La Fila. Se encontraron

247 deslizamientos en esta microcuenca de 37,9 km 2 de superficie, donde destaca el conocido

132 deslizamiento de Santiago (Figura 48). Cabe recalcar que en la microcuenca se encuentran las fallas más activas de la zona, San Antonio-Picagres y La Víbora, fuente sísmica del enjambre ocurrido en

1990 y que activó gran cantidad de deslizamientos, condición que potencia la vulnerabilidad que puedan tener los 5 componentes.

Figura 48 Inventario de deslizamientos Microcuenca del río Picagres

Cantidad de eventos 1 encontrados: 247

Deslizamiento 1 Referencias Infraestructura AyA: Santiago 1 • Infraestructura del AyA A: Captación arriba Desamparaditos i B: Captación abajo Desamparaditos • Rupturas deslizamientos C: Bombeo Desamparaditos c::3 Masas deslizamientos D: Bombeo Bajo Burgos Fuentes: CNE, Hldropotecnla, 2012. Curvas de nivel E: Captación La Fila Borges y Mora, 2013

Existen algunos deslizamientos que podrían afectar la infraestructura que está dentro de esta microcuenca. Ciento treinta metros al noroeste del bombeo Desamparaditos, a una altitud de 770 m.s.n.m., hay un deslizamiento de tipo rotacional ubicado en una ladera vecina del sitio del bombeo, por lo que no es una amenaza actual para la infraestructura. En las captaciones abajo Desamparaditos se han encontrado dos deslizamientos, de hecho la infraestructura colinda con la corona de uno de tipo rotacional, lo que significa una alta amenaza; se ubicó otro deslizamiento a 50 m de las captaciones a 821 m.s.n.m., en dirección sureste.

A diferencia del caso del bombeo Bajo Burgos, el deslizamiento en Desamparaditos al encontrarse tan próximo podría afectar las captaciones de agua. Además cuando se realizó la visita al sitio, se comprobó que tanto en la captación Abajo Desamparaditos como en la captación arriba

133 Desamparaditos el material superficial se encontraba poco cohesionado, lo que favorece la

inestabilidad. El uso que predomina alrededor de estos elementos estructurales es de pastos y

caseríos, pero se pueden hallar algunos relictos boscosos. De hecho en uno de estos relictos se ubican

las captaciones. Las observaciones de campo evidencian que la condición de cobertura forestal no

conlleva necesariamente a una condición de estabilidad del terreno, como se deduce al observar que

algunos árboles se están inclinando, claro indicador de inestabilidad (Figura 15, pág. 71).

Otro componente amenazado es la captación y captación La Fila, ubicada al este de la microcuenca,

según los resultados de la fotointerpretación esta infraestructura se encuentra situada en el plano de

un deslizamiento rotacional, es decir en un lugar de alta amenaza. Esta captación ya se encuentra en

muy mal estado por su condición in situ, está bastante deteriorada, se potencia con la situación ex

situ al estar en el plano de un deslizamiento. En un radio de 2,5 km alrededor de la infraestructura de

las captaciones se encontraron 99 deslizamientos, esto evidencia la alta densidad de eventos que se

pueden hallar en esta microcuenca.

El bombeo Bajo Burgos se ubica sobre una divisoria de aguas, pasando al norte la quebrada Máquina y al sur la quebrada Riel, alrededor del bombeo se hallaron cinco deslizamientos, se encuentran a más

de 300 metros de radio de distancia de la infraestructura y todos en diferentes sistemas de laderas, lo

que significa que la estructura no se encuentra amenazada. Otro componente ubicado al este de la

microcuenca es la naciente y captación La Fila, se localizan dentro de un matorral en medio de

potreros. El deslizamiento más cercano se ubica en otro sistema de laderas a 400 metros de distancia,

no se encontraron eventos cercanos a esta infraestructura.

Además de los deslizamientos mencionados, no se debe olvidar el gran deslizamiento de Santiago, también ubicado en esta microcuenca. Este ha sido estudiado por varios autores como Agnarsson y

Dubios (1993) y González (1996) que lo analizan desde enfoques ingenieriles, Bergoeing (2007) y

Madrigal y Rojas (1980) desde miradas geomorfológicas y Peraldo (1996) con un enfoque geológico,

por citar algunos. Este antiguo y gran evento se ubica debajo del centro urbano Santiago de Puriscal donde además están los poblados Carit, Cirrí y Jarazal; el deslizamiento se mueve lentamente desde donde se ubicaba el antiguo hospital (destruido por la misma causa) hacia el noroeste, llegando al río

Picagres (Madrigal y Rojas, 1980). Toda la red del acueducto urbano de Santiago está en peligro de sufrir daños por parte de movimientos en masa, pero la tasa de actividad es hoy día suficientemente lenta como para que los daños no sean tan notables.

134 Se mencionó anteriormente que Puriscal se vio afectado por un enjambre sísmico ocurrido entre los

meses de abril y junio de 1990, este reactivó numerosos deslizamientos en la zona; se registraron

cerca de 17696 eventos sísmicos con magnitudes que oscilan entre 4.0 y 5.0 grados en la escala

Richter durante el enjambre (RSN, 1990). Antes de este fenómeno sísmico, Mora (1985) ya había

considerado el deslizamiento de Santiago dentro de los 10 deslizamientos de gran tamaño más

importantes en el país, ya que afecta directamente la infraestructura humana y un centro poblacional

significativo. La iglesia de Santiago ha sido declarada inhabitable y es un indicador del lento pero

fuerte movimiento del deslizamiento.

Reiman (1981) afirma que el fallamiento en Santiago consiste eri tres fal!;:;:; principales, las cuales

definen el sentido principal del drenaje y crean condiciones posibles para una actividad tectónica

considerable. Podría pensarse que el detonante principal del deslizamiento de Santiago sea de tipo tectónico-sísmico, empero según Peraldo {1996) el enjambre sísmico del 90 produjo daños en la

infraestructura debido a la acción de las aceleraciones del terreno, pero no se observó un aumento en la actividad del deslizamiento, por lo cual, se considera que los factores que aumentan la actividad

del mismo se deben a otras causas, como aumento de la humedad del terreno, ya sea por lluvias o

por aporte antrópico. En cuanto a la infraestructura del AyA, no existen tanques de almacenamiento, captaciones, o estaciones de bombeo cerca de este gran deslizamiento, exceptuando 800 m de tubería encargada de traer el agua desde los ríos Negro y Ta barcia hacia el centro de Santiago.

Picagres es la microcuenca que presenta la mayor de densidad de deslizamientos (Tabla 18), esta

microcuenca posee un 86% de su superficie con un uso no forestal, además se localizan las fallas neotectónicas San Antonio-Picagres y La Víbora que provocaron el enjambre sísmico de 1990. Al igual que los demás deslizamientos masivos que hay dentro del área de estudio, el de Santiago se ubica sobre la Fm Grifo Alto, la infraestructura importante ubicada en esta microcuenca también está sobre esta litología, la cual posee una conductividad hidráulica muy baja, esto significa que la formación superficial retiene mucha agua si las lluvias son prolongadas, posiblemente por la presencia de arcillas y por la predominancia de pastos utilizados para el ganado, que compactan enormemente el suelo.

En síntesis, es una microcuenca con graves problemas de inestabilidad.

135 3.3.4 Amenaza actual por deslizamientos, microcuenca del río San José

La microcuenca del río San José se ubica al oeste del área de estudio, al sur de la microcuenca del río

2 Picagres y mide 32,45 km . En los poblados Piedades, Barbacoas, Alto La Legua y Garita se ubican 13

unidades del sistema de acueductos. Se hallaron 191 deslizamientos (Figura 49), todos sobre la formación Grifo Alto, que es la única que aflora en la microcuenca. De los movimientos en masa

sobresalen el deslizamiento masivo Los Lagos y el deslizamiento Calle Morenos, ambos situados al

sureste de la microcuenca. Las formaciones superficiales de la microcuenca San José presentan una conductividad hidráulica baja, posiblemente se deba a la presencia de arcillas y al sobreuso de la tierra; cabe recalcar que el 92% de la superficie de la microcuenca posee una cobertura no forestal,

predominando los pastos para ganado.

Figura 49 Inventario de deslizamientos Microcuenca del río San José

Are.Ampliad•

Referenciu Cantidad de eventos Infraestructura AyA: • Infraestructura del Ay A encontrados: A: Captación, tanque y bombeo Piedades • Rupturas deslizamientos [ B: Tanques nuevo y viejo Barbacoas 191 -"V-- Tubería Principal C: Captación y t anque bombeo Barbacoas C3 Masas deslizamientos O: Captación, cisterna, bombeo Alto La Legua E: Captaciones Garita Curvas de nivel Fuentes: Borges y Mora, 2013

En el poblado Piedades se encuentran la captación, el bombeo y el tanque de distribución Piedades, muy cerca de estas unidades se ha identificado un deslizamiento a cincuenta metros al este de estos componentes. La captación Piedades se ubica en la zona de depositación de este deslizamiento, por lo que es posible que el material se mueva y afecte las captaciones. Son tanques que están en muy

136 mal estado por deterioro de la estructura y ubicados en una zona boscosa. En otro sistema de laderas se encuentra el tanque de distribución Piedades, este se localiza a un poco más de diez metros de la zona de ruptura del deslizamiento, si la corona continuara retrocediendo y por ende el deslizamiento creciera, el tanque de distribución sería afectado.

En el poblado Barbacoas está ubicada la captación y el tanque de bombeo que llevan el mismo nombre, a 170 m ladera arriba de estas dos unidades hay un deslizamiento. Se realizaron visitas a campo y las dos estructuras se encuentran estables, a pesar de localizarse sobre el depósito de un antiguo deslizamiento. A 800 m al norte de estos dos componentes, con predominancia de pastos en los alrededores, se encuentran el tanque viejo y el tanque nuevo Barbacoas. El tanque viejo se ubica en el plano de un deslizamiento rotacional, muy cerca de la zona de ruptura. Se observaron problemas de deslizamientos alrededor del tanque, que asimismo se localiza sobre una pendiente abrupta.

Al sur de la microcuenca, en el poblado Alto La Legua (Figura SO), sobre el material en tránsito de un deslizamiento rotacional se sitúan las captaciones, el tanque cisterna y el bombeo del mismo nombre.

La visita al lugar permitió observar la dinámica del sitio durante un fuerte aguacero, dejando en evidencia los efectos de la escorrentía superficial y el transporte de material hacia la quebrada localizada frente a las estructuras. Por su topografía y al ubicarse en una zona de depósito, la humedad se concentra en el sitio, promoviendo la inestabilidad.

Por otro lado, al sureste de la microcuenca, en la comunidad Mercedes Norte, las captaciones y el tanque Garita se localizan dentro del depósito de un deslizamiento, a 300 m oeste se encuentra el deslizamiento Calle Morenos, de tipo rotacional, y a 350 m este de las captaciones y el tanque, se mueve el deslizamiento masivo Los Lagos. Las captaciones y el tanque no se ubican dentro de laderas críticas, sino en relictos de bosque de regeneración sobre terrenos estables.

2 El deslizamiento Calle Morenos, de unos 0,55 km , se ubica a unos 300 mal oeste de las captaciones y los tanques Garita, los movimientos de este deslizamiento han generado agrietamientos en las viviendas que se encuentran sobre él, especialmente en Cerbatana poblado más cercano a este evento, en cuanto a la infraestructura del AyA no existe algún componente que se encuentre cerca del mismo.

El deslizamiento masivo Los Lagos (Figura 51) se ha detallado debido a su tamaño. Este gran evento de unos 0,45 km2 está ubicado al sureste de la microcuenca del río San José, cubriendo un sector de la

137 2 ruta 239, se trata de un evento masivo de unos 4,5 km • Según Pablo Fernández funcionario del AyA, no hace muchos años existía una laguna natural en esa zona, sin embargo posteriormente dragaron la laguna con el fin de construir un proyecto residencial. Al dragarse la laguna no sólo se elimina el agua superficial, sino que el agua subterránea también se ve afectada, por lo que el nivel freático cambia, y la masa que antes estuvo cubierta por agua se sustituye por una masa de aire, compactándose el suelo; por ende es posible que cuando se realizó el dragado de la laguna se potenció la dinámica del gran deslizamiento; este cuerpo de agua posiblemente fue producto de un evento anterior que provocó las condiciones para que se originara esta forma de relieve lacustre.

Figura SO. Captación Alto Legua durante un fuerte aguacero, se observa en el recuadro el proceso de erosión que amenaza a la captación, desestabilizando el terreno. Elaborado por: Borges y Mora, 2013.

El sector de la ruta 239 presenta signos de inestabilidad con agrietamientos en la carretera desde el año 2003, para el año 2005 la vía se vio bastante afectada cuando se activó la zona de ruptura del deslizamiento y para el año 2010, con el huracán Tomas, un tramo de la ruta colapsó cuando, producto de las fuertes lluvias, se dio un gran retroceso de la corona en esta misma zona.

Posteriormente se construyó una ruta alterna sobre el deslizamiento (Figura 51).

138 Figura 51. Las fotografías ilustran diferentes sitios que forman parte del deslizamiento masivo Los Lagos, evidentemente el área se encuentra

...... sumamente vulnerable. Fuente: Bor~es v Mora. 2013 w l() 3.3.5 Amenaza actual por deslizamientos, microcuenca del río Quivel

Esta microcuenca de 27,35 km 2 se ubica en el suroeste del área de estudio, dentro de la microcuenca se encuentran dos componentes del sistema de acueductos, el tanque de almacenamiento La Legua y el tanque de almacenamiento Bajo La Legua, es una región donde predominan los pastos con 22,2 km 2 de superficie. En esta microcuenca se hallaron 78 deslizamientos (Figura 52).

Figura 52 Inventario de deslizamientos Microcuenca del río Quivel

Cantidad de eventos encontrados: 78

Área Ampliada

ReferenciH • Infraestructura del AyA Infraestructura AyA: Rupturas deslizamientos A: Tanque almacenamiento La Legua • B: Tanques almacenamiento Bajo La Legua ...re.-- Tubería Principal (::'.3 Masas deslizamientos Fuente: Borges y Mor•, 2013 Curvas de nivel

El tanque de almacenamiento Bajo La Legua se emplaza ladera arriba de un deslizamiento rotacional, actualmente dicho evento no afecta al tanque, salvo que el deslizamiento continúe creciendo y la corona retroceda. La ladera donde se encuentra el tanque está en estado crítico, ya que el material se está erosionando, dando como resultado que una parte del tanque quedara descubierta por completo, esta situación seguirá empeorando y en algún momento el tanque tendrá que ser reubicado o colapsará, especialmente si se combinan otras circunstancias como precipitación intensa o de larga duración y eventos sísmicos asociados a fallas locales (Figura 53).

140 El tanque de almacenamiento La Legua se encuentra al norte de la microcuenca, sobre una divisoria

de aguas. Ladera abajo del Tanque se identificaron dos deslizamientos, el primero a 311 m del Tanque

en dirección suroeste y el segundo a 356 m dirección sureste, estos dos eventos no representan un

riesgo para el Tanque. Sin embargo, al localizarse sobre una ladera pronunciada y haber presentado

anteriormente problemas de fuga, estaba ocasionando saturación en la ladera, desestabilizándola.

Para evitar esto, el AyA arregló las fugas y construyó un canal de escorrentía. Se le debe dar

seguimiento a esta obra para mitigar la inestabilidad en el sitio.

Figura 53. Tanque almacenamiento Bajo La Legua, situación crítica con respecto a la ladera donde se ubica. Fuente: Borges y Mora, 2013

3.3.6 Amenaza actual por deslizamientos, microcuenca del río Jorco

Jorco es la microcuenca ubicada en el sureste del área de estudio, tiene una superficie de 42,43 km 2 y

es donde menos deslizamientos se han identificado en proporción a su superficie, registrándose 86 eventos (Figura 54). La divisoria que comparten las microcuencas Jorco, Viejo y San José presenta considerables procesos de inestabilidad, encontrándose la mayor parte de deslizamientos masivos del

área de estudio (La Chanchera, Los Lagos y Bajo Máquinas). El deslizamiento masivo La Chanchera se

ubica dentro de esta microcuenca.

Esta gran masa en movimiento posee una forma irregular, la cual se mueve en dirección sureste, a treinta metros del tanque Cerdas, el cual se ubica en el depósito de un deslizamiento rotacional 141 distinto. Es decir se encuentra en una zona que presenta una dinámica inestable activa, la cual se ve favorecida por las condiciones de la formación geológica Grifo Alto.

En la fila divisoria entre las microcuencas Jorco y San José se ubica el tanque de almacenamiento

Cerbatana, y en la fila divisoria entre las microcuencas Quivel y Jorco se encuentran tres tanques de almacenamiento: Polka, Candelarita y Barrio La Cruz. No se ha identificado ningún deslizamiento alrededor de estos cuatro tanques. Cuando se realizó la visita a cada uno de estos componentes no se observó problemas de deslizamientos o de inestabilidad, por lo que el estado de los sitios donde se sitúan los tanques es estable.

El tanque de almacenamiento Bajo Badilla se ubica lejos del resto de componentes, hacia el sureste de la microcuenca, no se observó ningún problema durante la comprobación de campo, salvo un deslizamiento rotacional que se ubica a unos 900 mal norte del tanque, el cual no le está afectando.

Figura 54 Inventario de deslizamientos Deslizamiento La Chanchera

C1ntidad de eventos Refer.nclu Infraestructura AyA encontrados: A: Tanque almacenamiento Pollea • Infraestructura del AyA B: Tanques Candelanta 86 _¡ 1 • Rupturas deslizamientos C: Tanque Barrio La Cruz (:::3 Masas deslizamientos D: Tanque almacenamiento Cerbatana E: Tanque Cerdas 1_ Curvas de nivel F: T e almacenamiento Ba o BadHla Fue nte: Bo r¡es y Mora, 2013

142 3.3. 7 Síntesis de la amenaza actual por deslizamientos

La remoción en masa es un proceso natural de modelado terrestre, tal y como se evidencia en el área de estudio, donde el proceso de orogénesis obedece a la subducción de Cocos y Caribe, generando un sitio fracturado que propicia la actividad sísmica, aunado a litologías mayoritariamente volcánicas del terciario sumamente meteorizadas, que por tanto generan arcillas en la formación superficial. Estas particularidades configuradas con el clima han originado un relieve multiforme cuyos principales agentes modeladores son la disección fluvial y la remoción en masa.

No obstante el ser humano intensifica este proceso al construir caminos en terrenos montañosos, donde los movimientos de tierra desestabilizan los taludes, sumado a las malas prácticas de uso de la tierra, tal y como es el ganado extensivo en laderas no apropiadas, que ocasionan la compactación y propician la impermeabilidad de la formación superficial, ya existente debido a la presencia de arcillas y su comportamiento plástico. Estos factores aumentan la escorrentía y la erosión de los suelos, incrementando de esta forma las tendencias a inestabilidad de laderas.

Los deslizamientos se dan en la formación superficial, que es producto de la meteorización del material parental, por tanto la litología juega un papel fundamental en la generación y activación de estos procesos, ya que existen formaciones geológicas con mayor tendencia a la susceptibilidad de los mismos. Por ello no es extraña que una formación tan meteorizada como Grifo Alto presente la mayor incidencia de deslizamientos en el área de estudio, seguida por la Fm La Cruz y en tercer lugar la Fm Peña Negra.

En total son 25 de los 43 componentes del acueducto del área de estudio que se encuentran afectados por una corona, depósito, material en tránsito o plano de algún deslizamiento. Es importante que la Institución enfatice en el monitoreo de esta infraestructura, cuya situación particular ya fue analizada, por lo que se recomienda que se tomen las medidas necesarias para salvaguardar la infraestructura vital de transporte de agua potable. La información de los componentes del Ay A afectados por deslizamientos se resume en la siguiente tabla:

143 Tabla 19 Infraestructura del AyA amenaza por procesos de inestabilidad de laderas en el área de estudio •

. Un flu10 d~ ~etntos destruye a capta~¡pn en e ano ·• Captación delfíbNegro . .. ·· : 2010. ·;· . Tabarcia ..- . , JU ~:;T?, Se observaron grietas y desniveles en la ;tf'.; ' Planta potabilizadora estructura.. .; ,; '•'<; ;. ., En la mkrocuenca Tabarcia 3 km de t,ubería.. ~~:ve.r( Tabarcia-Viejo• afectados porll deslizamientosven la .'> Tubería principal Pica gres mícrowe~caViejo 4,7 km por 7d~sliz~mij!intÓs. · 300m pasa por el gra.n deslizartlientóde ihtia~Ci. Tanque de almacenamiento e Ambos se ubican en la corona de un deslizamiento inyección La Fila antiguo. Se ubica cerca del depósito de un deslizamiento Booster San Antonio rotacional. Tanque de almacenamiento Está dentro del depósito del gran deslizamiento Santa Cecilia San Rafael. Viejo Tanque de almacenamiento e Ubicados en la corona del antiguo y gran inyección San Antonio deslizamiento San Rafael.

Ubicada en el depósito o material en tránsito del Estación de bombeo Cañales gran deslizamiento Bajo Máquinas. Se encuentran muy cerca del material en tránsito Captación Cañalitos del gran deslizamiento Bajo Máquinas. Captación abajo Se ubica en la corona de un qeslíiámier:ito Desamparaditos rotacional. ,, . Picagres Se encuentra en el plano de un desliz<¡mienter . Captación La Fila rotacional. •... Se ubica en la zona de depósito de un Captación Piedades deslizamiento rotacional. Tanque de distribución Está a menos de 20 m de la corona de un Piedades deslizamiento. Se ubican en el plano de un deslizamiento Captaciones Garita rotacional. San José Captación y tanque de Bombeo Se ubican en la zona de depósito de un Barbacoas deslizamiento rotacional.

Tanque viejo Barbacoas Está en el plano de un deslizamiento rotacional.

Captación, cisterna y bombeo Ubicados en el material en tránsito de un Alto La Legua deslizamiento rotacional. Tanque de almacenamiento Está cerca de la corona de un deslizáiÍ:llel).tO Quivel Bajo La Legua rotacional. '(·""", Ubicado en el depósito de un deslizamiento Jorco Tanque Cerdas rotacional. Fuente: Borges y Mora, 2013

144 En las microcuencas San José y Viejo hay seis componentes afectados, es decir doce en ambas, mientras que en Picagres sólo tres unidades están bajo amenaza, sin embargo, las tres son las microcuencas más problemáticas del área de estudio, esto se debe a:

• Son las tres microcuencas donde hay más infraestructura del AyA, donde un 74% de los

componentes están dentro de las tres microcuencas.

• Son las más deforestadas del área de estudio, es decir las que presentan un mayor porcentaje

de cobertura no forestal.

• La formación geológica predominante en las tres es Grifo Alto, siendo una formación que

históricamente ha presentado problemas de deslizamientos traslacionales.

• En estas tres microcuencas se ubican los deslizamientos llamados masivos, excepto en Jorco

que se ubica el deslizamiento La Chanchera. Precisamente todos ocurren en la Fm Grifo Alto.

• En las tres microcuencas se identificó la mayor amenaza actual por deslizamientos hacia la

infraestructura del AyA.

3.3 Validación de los resultados de la amenaza potencial según la amenaza actual por deslizamientos

Es importante validar los resultados obtenidos por medio de SINMAP y la Evaluación Multicriterio

(EMC), comparándolos con los resultados de la fotointerpretación y el trabajo de campo, es decir la amenaza actual. Se compararon los resultados de ambos modelos de amenaza potencial con respecto a la realidad, de los 25 componentes catalogados como más vulnerables en la Tabla 19, 16 de estos han correspondido correctamente en los dos modelos (Tabla 20). Sin embargo, el modelo SINMAP fue el que presentó mayor divergencias con respecto a la amenaza actual, catalogando como zonas estables lugares donde existen depósitos y coronas de deslizamientos, es posible que estos eventos sean de tipo rotacional, SINMAP no modela este tipo de deslizamientos.

145 Tabla 20 Validación de los resultados del Índice de Estabilidad {SINMAP) y el Índice de Susceptibilidad {EMC) según la amenaza actual identificada. Infraestructura , ~'INM ,.:,. ·~. " ' •. · e ib"lid d Características de M¡ crocuenca .;;) ...... · . ~uscept 1 a b' .. " amenaza • . u 1cac1on Estable pero .tas laderas'.agµ~s Captación det :Potencialmente in.esti'!ble arriba presentan tío Negro,·· en elUmbralsuperior alta ,Tabarcia, susceptibilidad' · · De casi-esta ble a • se oo'se:rvardh iriet$ v Planta Alta potencialmente inestable " potabilizadora :; susceptibilidad. .. . ''\ 'ct,é~~~~·~~ ~:~:·· .... en elurnbral inferior , >estructura. : . .. , > .Er;;la miCrocpe¡li:~ ;.; , labarcia3'kiri ctetuQería· . se·~en atect~dds RPt 1:1 ·, .. Pre.domina· la catE!goría Ta barcia• de~li:Íamientbs°y en Já · Tubería inestabíe en Tabarcia, .Viejo· folcrócuenca Viejo 4,7 prindpal pero en Viejo se distribuye pendientes Pica gres '. kO,.póri~e·s1izamient0s. en~re estable e inestable moderadas. ; 30Óm pasa por el gran .· · deslfz~rnténto ·11e santiago.·. · Tanque de Ambos se ubican en la almacenamient Potencialmente inestable Alta corona de un o e inyección La en el umbral inferior susceptibilidad deslizamiento antiguo. Fila Baja De moderadamente Se ubica cerca del susceptibilidad Booster San estable a potencia !mente depósito de un pero a 10 m hay Antonio inestable en el umbral deslizamiento una media inferior rotacional. susceptibilidad Tanque de Está dentro del depósito Media almacenamient Estable del gran deslizamiento susceptibilidad o Santa Cecilia San Rafael.

Viejo Tanque de Ubicados en la corona almacenamient del antiguo y gran Media o e inyección Estable deslizamiento San susceptibilidad San Antonio Rafael.

Ubicada en el depósito o Estación de Baja material en tránsito del bombeo Estable susceptibilidad gran deslizamiento Bajo Cañales Máquinas. Baja Se encuentran muy Susceptibilidad De casi-estable a cerca del material en Captación pero a menos de potencialmente inestable tránsito del gran Cañalitos 20 m hay una en el umbral inferior deslizamiento Bajo zona de media Máquinas. susceptibilidad Pfoagres captación abajo Baja Seubi.ca enJaporona .de ·· .. Casi-estable Des¡:¡mpáradítoS' susceptibilidad 'un deslizamiento

146 me.~i~~7Jn~diay¡:, alta .. • •. sosceptibllida~ Baja\ • pqtenéialm&nte . ~ susceptibilidad···· ine~table enel umbral pero en un ~adl<) ; inferior.~ poté!ltialniente de 26 m au.menta• inestabílenel uínb:ral a media superior· susceptibilidad Se ubica en la zona de Captación Potencialmente inestable Media depósito de un Piedades en el umbral inferior susceptibilidad deslizamiento rotacional. Tanque de Está a menos de 10 m de Alta distribución Estable la corona de un susceptibilidad Piedades deslizamiento. Dos se ubican en zonas potencialmente inestable Se ubican en el plano de Captaciones Baja en el umbral inferior a un deslizamiento Garita susceptibilidad potencialmente inestable rotacional. en el umbral superior El tanque en media susceptibilidad El tanque en pero a escasos 3 Captación y potencialmente inestable Se ubican en la zona de San José m de alta tanque de en el umbral inferior y la depósito de un susceptibilidad. La Bombeo captación en deslizamiento captación en baja Barbacoas potencialmente inestable rotacional. susceptibilidad en el umbral superior pero a 10 m de media susceptibilidad Está en el plano de un Tanque viejo Potencialmente inestable Alta deslizamiento Barbacoas en el umbral inferior susceptibilidad rotacional. La captación 1 en La captación y cisterna en media Captación, moderadamente estable y Ubicados en el material susceptibilidad y cisterna y la otra captación en la en tránsito de un la captación, el bombeo Alto La zona potencialmente deslizamiento cisterna y el Legua inestable en el umbral rotacional. bombeo en baja inferior susceptibilidad Tanque de Está cerca de ta corol,la Potendafmente inestable. Alta Quivel almacenamient de un desliza mie~t9 en el 4mbral superior. susceptibilidad o Bajo La Legua · rotacionaL Ubicado en el depósito Potencialmente inestable Baja Jorco Tanque Cerdas de un deslizamiento en el umbral inferior susceptibilidad rotacional. Fuente Borges y Mora, 2013

147 Los resultados obtenidos por ambos modelos son acordes a la amenaza actual, los conflictos entre los resultados obtenidos en el análisis de la amenaza actual, la zonificación de la susceptibilidad y los resultados de SINMAP, no implican que existan errores en alguna de las técnicas. Un índice difícilmente generará datos absolutamente correctos en toda un área, por lo que se acepta un grado de incertidumbre en los resultados obtenidos. No obstante, los datos del Índice de Susceptibilidad y el Índice de Estabilidad son coherentes con la realidad, se ajustan en gran medida a los resultados de la fotointerpretación y de las visitas de campo.

El capítulo referente a la zonificación de la amenaza por deslizamientos funcionará como herramienta fundamental para la creación de un plan integral de la gestión del riesgo para la reducción de los desastres. La información generada le permitirá al AyA enfocarse en la infraestructura más vulnerable ante la amenaza por deslizamientos y darle un seguimiento adecuado a aquellos sitios que potencialmente corren peligro. Por tanto, también será útil para la planificación de futuras obras ingenieriles, necesarias para el mejor funcionamiento del acueducto.

148 Capítulo IV - Conclusiones y Recomendaciones

4.1 Conclusiones

l. La zona de estudio presenta las condiciones idóneas, tanto naturales como antrópicas, para

que se generen deslizamientos, donde los factores detonantes son las altas lluvias y los sismos,

mientras que las otras variables son condicionantes. A pesar de ser procesos naturales del modelado terrestre, el ser humano juega un papel fundamental en esta dinámica. Las prácticas desequilibradas con el entorno, por ejemplo la ganadería en pendientes abruptas y la histórica deforestación extensiva han potencializado esta condición natural.

2. Veinticinco de cuarenta y tres componentes del Ay A se ubican dentro de una zona de ruptura,

un depósito o en el plano de un deslizamiento. La afectación de los mismos no ha sido directa, salvo

en el caso del desarenador y la captación del río Negro, ubicados en la microcuenca Tabarcia, donde los daños fueron los suficientemente graves como para inhabilitar las infraestructuras. Los movimientos de masa de tipo flujo de detritos no fueron zonificados en esta investigación, pero el que sucedió en el río Negro ocurrió durante la ejecución de la misma y debido a que afectó un componente importante del sistema de acueductos se cartografió y analizó.

3. Se cartografiaron 871 zonas de ruptura de deslizamientos para toda el área de estudio, sólo se detalló la corona y el depósito de los ubicados alrededor de los componentes del acueducto del

AyA. Se identificaron 5 deslizamientos masivos: Santiago, San Rafael, Los Lagos, La Chanchera, y Bajo

Máquinas, los cuales se ubican en los límites de las microcuencas San José, Viejo y Jorco, y el deslizamiento masivo Santiago, ubicado en la microcuenca Picagres; todos estos movimientos son complejos, se componen de varias zonas de ruptura y se mueven lentamente.

4. Todos los deslizamientos masivos identificados en esta investigación han ocurrido sobre la formación Grifo Alto, la misma presenta un gran número de deslizamientos (rotacionales y traslacionales). De 871 deslizamientos identificados, un 59% se ubica sobre esta formación geológica.

Esto se debe a que sus materiales se encuentran sumamente meteorizados, por tanto es de esperar que la formación superficial sea problemática con respecto a la inestabilidad de laderas.

149 5. Durante eventos de abundantes precipitaciones, como el caso del huracán Tomas en el 2010,

y sísmicos como el enjambre de 1990, se da la activación de deslizamientos existentes y el

surgimiento de nuevos movimientos.

6. A la hora de estudiar la amenaza por deslizamientos, la misma requiere un insumo

indispensable: el inventario de deslizamientos existentes, este insumo forma parte de cualquier

estudio serio de este tipo. Es fundamental porque permite conocer donde están ubicados los

deslizamientos ya existentes, muchos de ellos se activan con lluvias intensas o sismos, también puede

desencadenarse sin un elemento disparador aparente. La cartografía de deslizamientos facilita la

identificación de laderas particularmente problemáticas.

7. Cuando se complementa un análisis de inestabilidad de laderas con la aplicación de un

modelo, se debe tener claro que el mismo responderá a la calidad de la información que se le integre.

La herramienta de modelaje de amenaza potencial por deslizamientos SINMAP generó resultados

satisfactorios, después de haber ejecutado el modelo en un ambiente operativo Windows XP

utilizando ArcView 3.3. El modelo ha indicado que trece componentes del AyA se ubican dentro de

zonas con una alta inestabilidad potencial.

8. La metodología utilizada para zonificar la susceptibilidad a deslizamientos por medio de la

Evaluación Multicriterio (EMC) que a su vez integró el Método de las Jerarquías Analíticas (MJA),

generó resultados satisfactorios apegados a la realidad, con la ventaja de nutrirse de insumos útiles

para realizar diagnósticos previos del área de estudio. En total se zonificaron 13 componentes

ubicados en zonas de media susceptibilidad y 10 en sitios de alta vulnerabilidad, según el modelo de

la EMC.

9. La metodología de trabajo propuesta y aplicada en la presente investigación brindó

resultados satisfactorios, por lo que se considera adecuada para que el AyA la aplique al resto del

país, en los sitios donde se compruebe que la amenaza principal a la infraestructura del AyA sea la

inestabilidad de laderas. Los pasos de esta metodología se muestran en la Figura 8 (pág. 54).

150 4.2 Recomendaciones

1. El AyA deberá valorar los estudios que se requieran para determinar las obras de prevención y mitigación en los lugares donde se presentan mayores deslizamientos; tomando en cuenta la infraestructura de los acueductos.

2. El mapa de zonificación de susceptibilidad a deslizamientos permite reconocer la infraestructura más vulnerable, además de planificar las futuras obras de ingeniería que se requieran.

Se recomienda esta metodología para investigaciones sobre inestabilidad de laderas, debido a que permite al investigador la manipulación de distintas capas cartográficas referentes al problema planteado y finalmente la obtención de un resultado certero en corto tiempo. De acuerdo con los resultados de los modelos aplicados y la comprobación de campo, el AyA debe prestar especial cuidado a aquellas infraestructuras que se encuentran en las categorías de mayor amenaza, las cuales están indicadas en la Tabla 20.

3. Se recomienda en este tipo de estudios utilizar la cuenca hidrográfica como unidad natural de análisis, ya que facilitará la identificación de sistemas de laderas primordiales, así como el estudio del resto de las variables involucradas. No sucede lo mismo al emplear una unidad político• administrativa, como un distrito o cantón, o incluso con una de tipo Institucional, ya que estas por lo general abarcan varios segmentos de diferentes cuencas, las cuales poseen dinámicas distintas.

4. Se recomienda al AyA realizar estudios detallados de arcillas en los deslizamientos rotacionales que afectan a la infraestructura, con el fin de conocer el comportamiento plástico de las mismas y de esta forma ahondar en las características de cada uno de ellos y mejorar los resultados del estudio.

5. Es importante que en el área de estudio se fomenten adecuadas prácticas de uso de la tierra, por ejemplo implementar sistemas silvo-pastoriles donde se mezclen pastos para ganado y árboles, o cultivos y árboles para sombra, que no perjudiquen la calidad de los pastos y la cosecha. Además de reforestar y proteger las zonas de recarga acuífera. La reforestación debe hacerse con técnicas especiales debido a la inestabilidad presente en la zona, fundamentalmente si se va a realizar sobre deslizamientos, para no incentivar el movimiento.

151 6. Los sitios que se identificaron como más vulnerables, es decir los que muestran evidencias que la ladera se está deslizando, deben ser analizados por medio de un estudio detallado del terreno.

Además la investigación se puede complementar con mediciones con equipo de precisión, para obtener las tasas de movimiento.

7. Para la elaboración de la cartografía in situ de deslizamientos, es decir la correspondiente a cada infraestructura del sistema de acueductos y alcantarillados, el AyA y la Escuela de Geografía de la Universidad de Costa Rica podrían desarrollar nuevas tesis o proyectos de investigación conjuntos, que potencien a ambas organizaciones en sus intereses y responsabilidades afines.

8. Bajo las condiciones en las que se utilizó SINMAP en la presente investigación, no es posible recomendar el software debido a que está desfasado de los ambientes operativos y programas especializados vigentes. El AyA y la Universidad de Costa Rica podrían estudiar el código de SINMAP, tanto para mejorar su funcionalidad bajo las plataformas actuales de ArcGIS y Windows, como para incorporar los fundamentos teóricos para la modelación de deslizamientos profundos sobre superficies de ruptura cóncavas.

9. La resolución de la cartografía de deslizamientos, con miras a proteger la infraestructura del

AyA, debe ser mayor a la lograda en esta investigación. Para obtener las imágenes requeridas, el AyA podría considerar la posibilidad de adquirir un pequeño avión robótica no tripulado y las cámaras o sensores multiespectrales que permitan adquirir las imágenes para sitios que han sido definidos altamente vulnerables, según las metodologías de modelación de inestabilidad y sensibilidad de laderas, como SINMAP y la Evaluación Multicriterio.

10. El AyA deberá elaborar un Programa Integrado de Gestión del Riesgo para la Reducción de los

Desastres, con el fin de que se tomen las medidas que correspondan, desde el diseño hasta la puesta en operación de la obra pública en agua potable y saneamiento.

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