ESTUDIO DEL PROCESO EROSIVO DEL RÍO GUAYURIBA

ESTUDIO DEL PROCESO EROSIVO DEL RÍO GUAYURIBA 1

Estudio de Caracterización y Descripción del Proceso Erosivo y sus Afectaciones Sobrelas

Obras Civiles y Geotécnicas, Causado por el río Guayuriba en el Cruce Subfluvial del

Gasoducto Apiay Termo Ocoa en el PK 008+400 Propiedad de la Transportadora de Gas

Internacional TGI S.A. ESP, en el Municipio de Villavicencio (Meta – Colombia) y

Recomendación de una Alternativa de Protección Geotécnica, Basada en el Monitoreo

Realizado Durante los Años 2018 y 2019

Fuentes Rico Alvaro y Gutiérrez Puentes Andrea Katherine

Universidad de Santander

Facultad de Estudios de Posgrados

Especialización en Geotecnia Ambiental

Bucaramanga

2021


Estudio de Caracterización y Descripción del Proceso Erosivo y sus Afectaciones Sobrelas

Obras Civiles y Geotécnicas, Causado por el río Guayuriba en el Cruce Subfluvial del





Fuentes Rico Álvaro y Gutiérrez Puentes Andrea Katherine

Trabajo de Grado para Optar por el Título de Especialista en Geotecnia Ambiental

Directora

Torrado Gómez Luz Marina Magíster en Geotecnia

Universidad de Santander

Facultad de Estudios de Posgrados

Especialización en Geotecnia Ambiental

Bucaramanga

2021


Nota de Aceptación


Agradecimientos

Queremos expresar nuestros más sinceros agradecimientos a nuestra directora, Ms.

Luz Marina Torrado Gómez, quién con su enfoque y asesoría permanente, ha contribuido para

presentar un producto de muy alta calidad; a nuestros docentes que nos ofrecieron esa

transferencia de conocimiento, sin guardarse nada que nos pudiera servir para ser mejores

profesionales; a la Universidad de Santander, a sus directivas y personal de apoyo quiénes

siempre nos han prestado su servicio con agrado; a nuestros compañeros de especialización,

porque practicando el trabajo en equipo; pudimos lograr el desarrollo de un excelente trabajo

colaborativo y a todas las personas que, de alguna manera, aportaron para que pudiéramos

culminar con éxito nuestra especialización.

Hacemos un reconocimiento a Armando López Gualdrón, funcionario de la biblioteca; quien

de manera desinteresada pero muy comprometida nos ha apoyado en el proceso y nos ha

dedicado parte de su tiempo para terminar este documento atendiendo los requerimientos de la

Universidad de Santander.


Dedicatoria

Al Dios, todopoderoso, quien estaba antes del comienzo de todo y a quién debemos

quiénes somos y lo que hacemos; porque nos brinda sabiduría, inteligencia, capacidades y mueve

nuestras manos y a las personas que amamos y que aportaron con todo su apoyo posible para

que se lograra el objetivo de adquirir nuevos conocimientos en el curso de nuestra especialización.


Tabla de Contenido

Pág.

Introducción .............................................................................................................................. 18

Pregunta de Investigación ......................................................................................................... 20

Planteamiento del Problema ..................................................................................................... 21

Justificación .............................................................................................................................. 22

Objetivos ................................................................................................................................... 23

Objetivo General ....................................................................................................................... 23

Objetivos Específicos ................................................................................................................ 23

1. Marco Referencial .......................................................................................................... 24

1.1 Datos y Conceptos ......................................................................................................... 24

1.1.1 Dinámica Fluvial ...................................................................................................... 24

1.1.2 Estructuras de Estabilización ................................................................................... 25

1.2 Situaciones en el Pasado ............................................................................................ 26

1.2.1 Según Área Técnica ................................................................................................ 26

1.2.2 Según Área de Salud y Seguridad en el Trabajo ..................................................... 28

1.3 Estado Actual .............................................................................................................. 29

1.4 Ubicación .................................................................................................................... 32

1.5 Sedimentación ............................................................................................................ 37

1.6 Fisiografía Cuenca del rio Guayuriba .......................................................................... 38


1.7 Geología ..................................................................................................................... 39

1.8 Geotecnia y Muestreo ................................................................................................. 40

1.9 Protección Geotécnica ................................................................................................ 41

1.9.1 Gaviones ................................................................................................................. 41

1.9.2 Espigones ............................................................................................................... 42

1.9.3 Daños Evidenciados en Obras Existentes ............................................................... 45

1.10 Componente Ambiental .............................................................................................. 50

1.11 Componente Social ..................................................................................................... 52

2. Metodología.................................................................................................................... 58

2.1 Tipo de Estudio ........................................................................................................... 58

2.2 Técnica de Recolección de Datos ............................................................................... 58

2.3 Para el Desarrollo de los Objetivos ............................................................................. 59

3. Resultados Obtenidos .................................................................................................... 60

3.1 Resultados de Ensayos .............................................................................................. 60

3.1.1 Contenido de Humedad ........................................................................................... 60

3.1.2 Prueba de Resistencia al Desgaste ......................................................................... 61

3.1.3 Angulo de Reposo ................................................................................................... 61

3.1.4 Granulometría ......................................................................................................... 62

3.2 Análisis Hidráulico ...................................................................................................... 63


3.2.1 Evaluación de Precipitaciones ................................................................................. 63

3.2.2 Hidrografía y Clima .................................................................................................. 64

3.2.3 Caudales ................................................................................................................. 64

3.2.4 Aporte de Sedimentos ............................................................................................. 69

3.2.5 Coeficiente de Rugosidad de Manning .................................................................... 71

3.2.6 Resultados de la Modelación Hidráulica .................................................................. 71

3.2.7 Socavación General ................................................................................................ 72

3.2.8 Caudales de Sólidos ................................................................................................ 76

3.2.9 Interpretación de Numero de Froude y Número de Reynolds ................................... 76

4. Discusión de Resultados y Análisis de Alternativas ........................................................ 79

4.1 Alternativa 1, Reparar las Obras Afectadas Según Diseño Inicial ................................ 79

4.1.1 Consideraciones Preliminares ................................................................................. 79

4.1.2 Memorias de Cálculo ............................................................................................... 80

4.2 Alternativa 2, Reparar las Obras Afectadas, Incluyendo Refuerzos con Pilotes ........... 94

4.2.1 Consideraciones Preliminares ................................................................................. 95

4.2.2 Memorias de Cálculo ............................................................................................... 95

4.3 Alternativa 3, Rediseñar los Espigones, Incluyendo Refuerzos con Pilotes ............... 100

4.3.1 Consideraciones Preliminares ............................................................................... 101

4.3.2 Memorias de Cálculo ............................................................................................. 102


4.4 Revisión de Alternativas ........................................................................................... 110

4.4.1 Matriz de Selección de Alternativas ....................................................................... 110

4.4.2 Alternativa Elegida ................................................................................................ 114

Conclusiones .......................................................................................................................... 116

Referencias Bibliográficas ....................................................................................................... 117


Lista de Figuras

Pág.

Figura 1 Actividades Preliminares 30

Figura 2 Retiro de Módulos Fallados 30

Figura 3 Construcción de Nuevos Módulos 31

Figura 4 Cimentación e Hincado de Pilotes 31

Figura 5 Nueva Configuración de Espigones 32

Figura 6 Crecida del río Guayuriba 32

Figura 7 Ubicación del Evento 33

Figura 8 Análisis Fotogeológico Multitemporal de 1969 a 2012 35

Figura 9 Análisis Fotogeológico Multitemporal de 2016 a 2021 36

Figura 10 Espigones de Gravicón y Pérdida de Márgen 37

Figura 11 Etapas de un río 38

Figura 12 Material de Arrastre Recolectado 41

Figura 13 Armado de Gavión Malla Electro Soldada 42

Figura 14 Espigones Fallados 1, 2 y 3 46

Figura 15 Socavación en los Gaviones 47

Figura 16 Diseño Inicial de Gaviones en Piedra 47

Figura 17 Diseño Inicial de Espigones con Módulos de Concreto 48

Figura 18 Proceso Constructivo de Gaviones y Espigones 49

Figura 19 Obra Geotécnica Terminada 49

Figura 20 Diseño General 50

Figura 21 Amenaza por Lluvias Torrenciales 54

Figura 22 Amenaza por Inundaciones 55

Figura 23 Método de Explotación Contínua 56


Figura 24 Explotación Contínua de Cantera 57

Figura 25 Curva Granulométrica 62

Figura 26 Precipitación Media Multi Anual 63

Figura 27 Anáisis de Frecuencias de Caudales Máximos 66

Figura 28 Caudal Medio Mensual Multi Anual 68

Figura 29 Caudales Máximos Estación Puente Carretera 68

Figura 30 Modelo Digital Elevaciones río Guayuriba 70

Figura 31 Perfil Longitudinal de Velocidad en el Cauce 71

Figura 32 Perfil Longitudinal del Número de Froude 72

Figura 33 Variables Para Calculo de Socavación 74

Figura 34 Diseño de Alternativa 1 93

Figura 35 Recalce de Gaviones 94

Figura 36 Diseño de Alternativa 2 100

Figura 37 Detalle del Nuevo Diseño de Espigón 102

Figura 38 Diseño de Espigones Alternativa 3 103

Figura 39 Proceso Constructivo Alternativa 3 109

Figura 40 Esquema de la Propuesta de Obras Complementarias y de Reparación 109


Lista de Tablas

Pág.

Tabla 1 Avance de Obras ............................................................................................................ 29

Tabla 2 Ambiente Geomorfológico rio Guayuriba ........................................................................ 40

Tabla 3 Contenido de Humedad .................................................................................................. 60

Tabla 4 Resistencia al Desgaste ................................................................................................. 61 Tabla 5 Ángulos de Reposo ........................................................................................................ 62

Tabla 6 Evaporación Promedio Mensual Multi Anual ................................................................... 64 Tabla 7 Caudales Máximos Para Diferentes Períodos de Retorno .............................................. 65 Tabla 8 Análisis de Frecuencias de Caudales Máximos .............................................................. 67 Tabla 9 Estimación de la Socavación General ............................................................................ 75 Tabla 10 Caudales de Sólidos Promedio ..................................................................................... 76

Tabla 11 Costos Alternativa 1...................................................................................................... 86 Tabla 12 Consideraciones Preliminares ...................................................................................... 95

Tabla 13 Costos Alternativa 2...................................................................................................... 99 Tabla 14 Costos Alternativa 3.................................................................................................... 108

Tabla 15 Análisis Multicriterio de Alternativas ............................................................................ 111 Tabla 16 Valor Presente Neto por Alternativas .......................................................................... 113


Resumen

Título

Estudio de Caracterización y Descripción del Proceso Erosivo y sus Afectaciones Sobre

las Obras Civiles y Geotécnicas, Causado por el río Guayuriba en el Cruce Subfluvial del





Autores


Palabras Clave

Erosión, Espigón, Gavión, Guayuriba, Trenzado.

Descripción

El estudio de la caracterización y descripción de los procesos erosivos y sus afectaciones sobre

las obras civiles y geotécnicas, es considerado de gran importancia para proponer alternativas

técnicas contundentes y económicamente viables. Con el fin de responder a las necesidades

derivadas de la erosión hídrica, tan común en nuestro medio, e identificada en este caso en el

PK 008+400 del gasoducto Apiay Termo Ocoa, propiedad de la empresa Transportadora de Gas

Internacional, TGI, S.A. ESP, ubicado en el municipio de Villavicencio (Meta – Colombia); se

analizan posibles soluciones que contemplan elementos de contención como gaviones en piedra

y de recuperación de márgenes como espolones hechos con elementos cúbicos de concreto.

La metodología utilizada es de tipo mixta, ya que se realizó una exhaustiva investigación

documental, que conlleva la búsqueda, recopilación y análisis de información por medio de una

lectura crítica de documentos y materiales bibliográficos físicos y digitales, pero también se


tienen en cuenta visitas al sitio de estudio, así como el análisis de resultados obtenidos en

simulaciones tipo HEC-RAS, y trabajos de laboratorio desarrollados previamente por

instituciones de alto reconocimiento.

Se identificaron y caracterizaron las condiciones del citado evento geotécnico, con base

en estudios previos realizados y en los recorridos frecuentes dispuestos por la empresa TGI

S.A. ESP para monitorear sus activos, así como los recorridos realizados por los autores para

hacer seguimiento del proceso constructivo y evaluar las soluciones geotécnicas que han sido y

serán implementadas en el área. Las propuestas de solución incluyen la construcción de

gaviones y de espigones; teniendo en cuenta que es una medida orientada a estabilizar el curso

del río, a reducir la velocidad de flujo en las inmediaciones de la margen izquierda a valores tales

que no pueda producirse erosión y a favorecer la sedimentación.


Abstract

Title

Study of Characterization and Description of the Erosive Process and its Effects on Civil

and Geotechnical Works, Caused by the Guayuriba River at the Sub-River Crossing of the Apiay

Termo Ocoa gas Pipeline at PK 008+400 Owned by Transportadora de Gas Internacional TGI

S.A. ESP, in the Municipality of Villavicencio (Meta, Colombia) and Recommendation on the

Monitoring Carried out During the Years 2018 and 2019

Authors


Key Words

Erosion, Groyne, Gabión, Guayuriba, Braided.

Description

The study of the characterization and description of the erosive processes and their effects on

civil and geotechnical works, is considered of great importance to propose strong and

economically viable technical alternatives. In order to respond to the needs derived from water

erosion, so common in our environment, and identified in tihis case in PK 008+400 of the Apiay

Termo Ocoa gas pipeline, owned by the Company Transportadora de Gas Internacional TGI

S.A. ESP, located in the municipality of Villavicencio (Meta – Colombia); possible solutions that

include containment elements such as Stone gabions and the recovery of margins such as spurs

made with cubic concrete elements are analyzed.

The study carried out is of a mixed type, since an exhaustive documentary research was

carried out, which entails the search, compilation and analysis of information through a critical

Reading of documents and physical and digital bibliographic materials, but visits to the study site,

as well as the analysis of results obtained in HEC-RAS simulations, and laboratory work

previously developed by highly recognized institutions.


The conditions of the aforementioned geotechnical event were identified and

characterized, based on previous studies carried out and on the frequent tours arranged by the

Company TGI S.A. ESP to monitor its assets, as well as the tours made by the authors to monitor

the construction process and evaluate the geotechnical solutions that have been and will be

implemented in the area. The proposed solutions include the construction of gabions and

breakwaters, taking into account that is a measure aimed at stabilizing the river course, at

reducing the flow velocity in the vicinity of the left bank to such values that erosion cannot occur

and, as favoring the sedimentation.


Introducción

El trabajo de grado, aquí propuesto, está orientado, de una parte, a analizar los procesos

de erosión fluvial que se presentan en la margen izquierda (en dirección del flujo) del río

Guayuriba, en el cruce subfluvial del gasoducto Apiay Termo Ocoa, propiedad de la

transportadora de gas internacional TGI y, por otro lado, a hacer seguimiento del proceso

constructivo y evaluar las soluciones geotécnicas que serán implementadas en el área.

El marco geográfico de la investigación se centra en el PK 008+400 del derecho de vía de

la transportadora de gas internacional TGI, a lo largo del gasoducto Apiay Termo Ocoa, dentro del

predio hacienda San José, propiedad de la trituradora Gravicón S.A., poseedora de un título

minero; en terrenos ubicados sobre la margen izquierda del río Guayuriba en el municipio de

Villavicencio (Meta).

Jornadas de reconocimiento practicadas con el propósito de realizar localización y

replanteo de obras, permitieron identificar el problema, ponderar la importancia de su solución y

plantear la necesidad de construir obras de geotecnia como mecanismos de recuperación,

protección y control de la estabilidad de la margen izquierda del rio Guayuriba.

Las medidas de solución proyectadas a la fecha incluyen la construcción de gaviones en

piedra y de espigones rompe olas; se trata de una solución técnica orientada a estabilizar el curso

del río, a reducir la velocidad de flujo en las inmediaciones de la margen izquierda (aguas arriba y

aguas abajo, de la zona de observación), a valores tales que no pueda producirse erosión y, a

favorecer la sedimentación del material de arrastre en las áreas entre los mismos. Los espigones

retardadores del flujo, serán el primordial tema de estudio del presente trabajo

Sin embargo, dada la importancia de la obra a proteger, y la naturaleza de los procesos

erosivos presentes en el área de estudio (de tipo fluvial lateral y de fondo) se considera

procedente diseñar e implementar un ejercicio de monitoreo permanente, durante un tiempo

prudencial (en lo posible que incluya tiempos de máxima crecida), que permita evaluar el


comportamiento hidráulico de la corriente superficial del rio Guayuriba), su trabajo geológico

(dinámica de socavación, arrastre y depositación) y sus efectos en relación con la modificación del

relieve e impactos sobre loe terrenos objeto de protección y, además, deje ver cómo se comportan

las obras que sean implementadas. Es de esperarse que, el monitoreo brinde información esencial

que obligue a la adopción de medidas ingenieriles complementarias, apropiadas de corrección,

protección y control de los predios. En tal caso, se sugiere que las instancias competentes

prevean y presupuesten los recursos necesarios, no solo para la puesta en marcha del ejercicio

de monitoreo sino para la ejecución de las obras adicionales que se juzguen necesarias de ser

implementadas para asegurar la estabilidad de la obra objeto de protección.


Pregunta de Investigación

¿Cómo se podría caracterizar el proceso erosivo y las afectaciones que se han evidenciado

sobre las obras civiles y de geotecnia causadas por el río Guayuriba, en el cruce subfluvial del

gasoducto Apiay Termo Ocoa en el PK 008+400 propiedad de la Transportadora de Gas

Internacional TGI S.A. ESP, en el municipio de Villavicencio (Meta – Colombia) y recomendar una

alternativa de protección geotécnica, basada en el monitoreo realizado durante los años 2018 y

2019?


Planteamiento del Problema

En el marco de la problemática ambiental del país relacionada con el recurso hídrico y la

conservación del recurso suelo, se evidencia el fenómeno erosivo; que puede manifestarse como

el desgaste de la superficie terrestre identificado como erosión laminar, la cual va desnudando los

suelos al eliminar de ellos la capa orgánica que permite la presencia de la cobertura vegetal,

cuando se transportan en el agua sedimentos en suspensión que son arrastrados desde las

vertientes de las cuencas hasta los ríos y embalses.

Para el caso de los derechos de vía de los gasoductos y de la infraestructura petrolera en

general, asociada al transporte de hidrocarburos, no es la excepción y vemos cómo en los cruces

sub fluviales es muy frecuente observar este mecanismo de daño; debido a ello, es que se espera

aportar por medio de este trabajo de investigación, con posibles soluciones basadas en

experiencias y toma de datos, cálculos y análisis hidráulicos.


Justificación

La importancia para la Transportadora de Gas Internacional, radica básicamente en

garantizar la confiabilidad de sus activos, mediante la ejecución de obras de mantenimiento de

derecho de vía de sus gasoductos.

De otro lado se espera además poder cumplir de forma ininterrumpida los compromisos

comerciales existentes con clientes como son: Termo-Ocoa y el municipio de Acacias en el

departamento del Meta, quienes se benefician del gas que se transporta a través de esta

infraestructura. Otro punto importante, es poder dar cumplimiento al plan de mantenimiento

corporativo para las vigencias 2019 – 2020 de la empresa Transportadora de Gas Internacional,

garantizando así la ejecución presupuestal asignada.

El río Guayuriba corresponde a un río de cauce trenzado, caracterizado por presentar

varios canales y brazos que se entrelazan y separan dentro del cauce principal debido a

cambios de pendiente longitudinal y transversal, este tipo de río presenta incrementos súbitos en

la carga aluvial durante los eventos de alta torrencialidad, así como la pérdida de la capacidad

de arrastre al disminuir la pendiente o el caudal del mismo. La morfología se encuentra

relacionada con períodos de crecientes, produciendo inundaciones y el súbito abandono de un

canal para ocupar otro. Al bajar el caudal, quedan islas o barras de sedimentos que con el

tiempo pueden desarrollar vegetación estacionaria o relativamente permanente; por lo cual se

hace necesario que se ejecuten obras de protección en la margen del río.


Objetivos

Objetivo General

Desarrollar un estudio de caracterización que describa el proceso erosivo y sus

afectaciones sobre las obras civiles y geotécnicas, causado por el río Guayuriba en el cruce

subfluvial del gasoducto Apiay Termo Ocoa en el PK 008+400 propiedad de la Transportadora

de Gas Internacional TGI S.A. ESP, en el municipio de Villavicencio (Meta, Colombia) y

recomendar una alternativa de protección geotécnica, basada en el monitoreo realizado durante

los años 2018 y 2019.

Objetivos Específicos

Describir el comportamiento hidráulico del río Guayuriba en el cruce subfluvial del

gasoducto Apiay Termo Ocoa en el PK 008+400, con base en un ejercicio de monitoreo

realizado en la ventana de tiempo 2018 – 2019 y, en los registros fotogeológicos

multitemporales disponibles en Google Earth.

Elaborar una descripción del carácter y grado de las afectaciones o daños causados por la

erosión fluvial sobre las obras civiles y soluciones geotécnicas existentes situadas en la margen

izquierda del río Guayuriba, a la altura del cruce subfluvial del gasoducto Apiay Termo Ocoa en

el PK 008+400.

Proponer soluciones geotécnicas complementarias como alternativa de protección

geotécnica de la margen izquierda del río Guayuriba en el cruce subfluvial del gasoducto Apiay

Termo Ocoa en el PK 008+400, evaluando además el componente socio ambiental.


1. Marco Referencial

1.1 Datos y Conceptos

Se ha evidenciado a través de los años y las investigaciones realizadas, que las

corrientes de agua presentan un comportamiento complejo y sobre todo muy dinámico, el río es

solamente una parte del sistema hídrico fluvial; ya que la cuenca, la geología, el clima, la

vegetación y otros diversos factores influyen en forma determinante en su comportamiento;

además el sistema fluvial incluye unas zonas de producción de sedimentos, de las cuales se

reconocen unas zonas de transporte y finalmente otras zonas por depositación.

1.1.1 Dinámica Fluvial

“Los efectos secundarios que producen las obras de protección pueden traer resultados

muy positivos como catastróficos; se requiere entonces capacidad para predecir la dinámica del

sistema. Por lo tanto, para anticipar el comportamiento de la corriente se hace necesario

determinar las características morfológicas de la corriente, su geología, sedimentos, hidrología

e hidráulica”. (Suárez, 2001).

En una corriente o río se presentan dos tipos básicos de erosión: profundización del

cauce (socavación) y erosión lateral. El equilibrio del cauce está controlado por el balance

entre la carga de sedimentos depositada a lo largo del cauce del río y la capacidad de

transporte del flujo; en todos los casos, aún en las corrientes más estables se presentan

fenómenos de erosión hídrica y se puede requerir la construcción de obras de control y

protección geotécnica, tanto lateral como de fondo.

“La estabilización de los alineamientos de las riberas de los canales de los ríos debe

cumplir una o más de los siguientes objetivos: paso seguro y expedito del flujo de las

crecientes, transporte eficiente de la carga suspendida y la carga de fondo, cauce estable del

río con mínima erosión lateral, profundidad suficiente y buen cauce para navegación y dirección

del flujo a través de un sector definido del río”. (Suárez, 2001).


1.1.2 Estructuras de Estabilización

Las principales estructuras utilizadas para la estabilización de las riberas son espigones,

diques longitudinales, estructuras retardadoras, revestimiento de los taludes de las riberas y

muros de contención. Los espigones son elementos laterales que tratan de proteger la orilla y al

mismo tiempo desviar la corriente, la capacidad del canal, aunque se disminuye puede

manejarse para que no sea modificada en forma considerable; generalmente estas obras se

utilizan en ríos poco profundos y con moderado material suspendido.

“Uno de los objetivos es la sedimentación de estos materiales, los cuales pueden

complementar la protección de la orilla; aunque no existen criterios ciento por ciento confiables

para el diseño de espigones y obras hidráulicas laterales, se conocen una gran cantidad de

planteamientos empíricos que permiten un diseño relativamente adecuado, el cual debe

adaptarse a las condiciones del sitio”. (Fracassi, 2012).

El gavión, por lo general paralelepípedo, de malla de alambre galvanizado lleno de

cantos de roca; aunque es una estructura muy antigua, empleada por los antiguos faraones

utilizando fibras vegetales, su uso solamente se popularizó a principios siglo XX en Europa,

extendiéndose posteriormente al resto del mundo. En América los gaviones se emplean

extensivamente desde hace cerca de setenta años.

En varios países de América se producen alambres dulces, galvanizados y se fabrican

gaviones de excelente calidad; sin embargo, existen en el mercado mallas utilizadas para

gaviones de fabricación deficiente o con alambres de mala calidad. La calidad del alambre y de la

malla son factores determinantes en el correcto comportamiento de las obras en gaviones.

Los gaviones recubiertos en PVC y los gaviones manufacturados con fibras plásticas se utilizan

cuando los gaviones metálicos no son eficientes, por su susceptibilidad a la corrosión.


En ríos de caudal y pendiente estables se depositan sedimentos del río dentro de los poros del

gavión y en algunos casos se forman plantas de crecimiento espontáneo que originan la

formación de un bloque sólido que aumenta en forma importante la vida útil de los gaviones.

1.2 Situaciones en el Pasado

Con base en el seguimiento a la situación del evento geotécnico evidenciada, se

desarrolla una recopilación de datos históricos.

1.2.1 Según Área Técnica

Diagnostico Geológico: la zona corresponde a un depósito aluvial del Río Guayuriba; río

trenzado cuyo cauce ha cambiado a través de los años principalmente por la actividad antrópica

para extracción de material. En el PK 008+400 se presenta socavación leve sobre la margen

izquierda, erosión hídrica presentada sobre la terraza aluvial. “La unidad geológica superficial

corresponde a una terraza baja de cantos y guijos sub redondeados a redondeados de

areniscas cuarzosas duras y guijos ígneos metamórficos embebidos en una matriz arenosa

media a fina y lodosa. La terraza tiene una altura de 2.5 m”. (Camargo, 2017).

Diagnóstico Geotécnico: el perfil de suelo de la terraza aluvial se observó con dos capas:

la primera corresponde a conglomerados embebidos en una matriz arenosa media a fina y

lodosa. Los conglomerados presentan tamaños entre 10 y 15 cm. Le infra yace una segunda

capa la cual solo presenta un 10% de gravas embebidos en una matriz areno lodosa. Gravicón

S.A. realizó un relleno en frente de la cantera para protegerla de la socavación del río, y

adicionalmente construyó unos espigones de 35 m de longitud.

Octubre de 2017 a abril de 2018. “Se ejecuta la obra denominada OT 01 Río Guayuriba,

adelantando la construcción de 3 espigones rompe olas de 41; 36 y 36 metros respectivamente.

Se construyeron 718,93 m3 de gaviones en piedra revestidos en concreto; también se hicieron

las excavaciones y rellenos necesarios para dicha obra”. (Fuentes, 2019).


Diciembre de 2018. Se realiza visita de campo para evaluar los daños causados en las

obras ejecutadas por las crecientes debidas a la temporada invernal del año 2018.

Se detecta la socavación marginal del río Guayuriba sobre la orilla izquierda del cruce

subfluvial. Como resultado de este proceso, la placa de cimentación de los espigones

construida con concreto ciclópeo perdió soporte y falló.

Esto sumado al impacto del flujo durante las crecientes generó el fallo de las estructurastipo

espigón. También se detectó socavación de la placa de cimentación de los gaviones de la margen

izquierda, en un tramo de aproximadamente 25 metros.

Enero 28 de 2019. Se da inicio a las labores de la orden de trabajo denominada OT 66

Rio Guayuriba 2. Con base en la evaluación realizada a las obras colapsadas, se propusieron

las siguientes actividades:

Retirar los dados en concreto de los espigones 1, 2 y 3 fallados y evaluar su

integridad.

Reconstruir los espigones 1, 2 y 3 en doble ángulo; con una longitud de 40,8

metros cada uno; reutilizando los dados en concreto retirados de los anteriores espigones

colapsados y se construyeron nuevos dados en concreto para completar esta longitud.

Esta actividad se logró adelantar para los espigones 1 y 2; el espigón 3 ha quedado

pendiente en cuanto a su instalación final, ya que todos los dados en concreto necesarios,

quedaron fundidos.

Se reconstruyen cimientos en concreto ciclópeo, asegurando una mayor

profundidad que garantice un mejor comportamiento ante las crecientes del río Guayuriba y

resistencia a la socavación. Esta actividad de cimentación se logra ejecutar para los espigones 1

y 2, el 3 ha quedado pendiente.


Se reforzaron los nuevos espigones con pilotes de tubería de acero al carbono en

6”, hincados a rechazo con un espaciamiento de 2 metros; a lo largo de la zona reparada de los

espigones 1 y 2, arriostrados con tubería de acero al carbono de 4”.

Se esperaba reforzar el muro de tres niveles de gaviones existente, que presenta

socavación debida a la erosión hídrica a lo largo de 25 metros; con pilotes de tubería en acero al

carbono de 6” SCH 40, hincados a rechazo y arriostrados con tubería de acero al carbono de 4”

SCH 40; además de recalzar los cimientos base del mismo, con concreto simple de 3000 PSI,

sin embargo la creciente que se ha experimentado en el Rio Guayuriba durante los meses de

mayo, junio y julio de 2019, debido a las fuertes lluvias y al aporte de aguas por parte del río

Sardinata, afluente del río Guayuriba; no han permitido la finalización de esta actividad.

Junio 15 de 2019. Se han suspendido las actividades debido a la creciente evidenciada

en el río Guayuriba, ocasionada por las fuertes lluvias en la zona. Los pilotes de refuerzo que

se instalaron en la zona de espigones 1 y 2, cuentan con arrostramientos con tubería de acero

al carbono en 4”, en doble hilera. Durante el desarrollo de las actividades constructivas y de

movilización no se reportan accidentes e incidentes laborales.

1.2.2 Según Área de Salud y Seguridad en el Trabajo

Se han evidenciado inducciones de salud y seguridad en el trabajo, medio ambiente y

social al personal que ingresa a la obra, apertura y revalidación de permisos de trabajo para las

actividades constructivas. Se han ejecutado Inspecciones de elementos para atención de

emergencia, equipos y herramientas manuales y otras verificaciones teniendo en cuenta los

documentos exigidos por TGI. Con respecto a la gestión ambiental, se realizó la recolección y

disposición de residuos líquidos y sólidos con entes autorizados, almacenamiento y rotulación

sustancias químicas, jornada de orden y aseo, y control de agua consumida en obra.

Se cuenta esencialmente con el permiso de ocupación de cauce, otorgado por la

corporación para el desarrollo sostenible del área de manejo especial la Macarena


“Cormacarena”, mediante resolución “PS-GJ 1.2.6.014.0717” de mayo 16 de 2014; el cual es

estrictamente necesario para desarrollar este tipo de trabajos.

1.3 Estado Actual

“La totalidad de las actividades se esperaban terminar el 07 de junio de 2019, sin

embargo, la temporada de lluvias y crecientes no ha permitido su cierre definitivo. Se estimaba

que durante la vigencia de los trabajos a desarrollar durante el año 2020 se pudiera dar

finalización a la obra”. (Fuentes, 2019). Durante el proceso constructivo de los espigones y

gaviones en piedra, se han desarrollado las actividades que se describen en la Tabla 1, las

cuales permiten evidenciar un avance aproximado del 48% al 18 de julio de 2019.

Tabla 1

Avance de Obras

DESCRIPCIÓN UNIDAD PROGRAMADO [%] AVANCE

Movilización y Desmovilización tipo I (<30 kilómetros) Un 1 60%

Rocería, limpieza y descapote m2 445 100%

Manejo de aguas mayor Un 1 90%

Excavación con maquinaria m3 1260 99%

Relleno compactado con material de préstamo m3 2340 19%

Hincado de pilotes en tubería de 6" m 690 88%

Estructura complemento Hincado de pilotes m 60 22%

Demolición de concreto m3 310 88%

Concreto ciclópeo m3 187,26 46%

Concreto simple f'c = 3000 psi m3 160 69%

Acero de refuerzo Kg 5200 79%

Nota: Adaptado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. 2019.

Durante el año 2019 se adelantaron actividades de seguimiento a la reconstrucción de

los espigones fallados en el año 2018 debido a las fuertes crecientes del río Guayuriba, y se


pudo logar un registro fotográfico a partir de las evidencias identificadas, el cual permite

evidenciar la gravedad de la situación.

Figura 1 Actividades Preliminares

Nota: Se evidencia la ejecución de las actividades preliminares como son la planeación de las obras, la ejecución de

charlas de salud y seguridad en el trabajo, inspección de herramientas y equipos; diligenciamiento de formatos del

sistema de gestión de la calidad e instalación de los sedimentadores protectores de la calidad del agua. Tomado de

Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.

Figura 2

Retiro de Módulos Fallados

Nota: Se puede identificar en las tres fotografías de la figura 2, el retiro y desarme de los módulos de concreto en los

espigones fallados 1, 2 y 3; debido al fuerte creciente del río Guayuriba. Para ello, se requirió de maquinaria pesada, y

se observó una duración de dos semanas para completar todo el proceso. Se logró identificar igualmente que las

cimentaciones estaban falladas. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá.

Colombia. 2019.


Figura 3

Construcción de Nuevos Módulos

Nota: Se observa en las tres fotografías de la figura 3, el proceso constructivo realizado para los módulos de concreto

de los espigones; desde el armado con varilla de acero de ½”, instalación de formaleta y encofrado de los módulos;

además del vaciado del concreto de resistencia de 3000 PSI; identificando además que se cumple con todas las

normas de salud y seguridad en el trabajo. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba deTGI. Bogotá.

Colombia. 2019.

Figura 4

Cimentación e Hincado de Pilotes

Nota: En estas fotografías de la figura 4, se puede observar el proceso constructivo requerido para poder ejecutar la

actividad de hincado de pilotes hasta lograr una profundidad de rechazo, de los pilotes en tubería de acero al carbono

de 6” Schedule 40, con separación máxima de hasta 2 metros, utilizando medio mecánico para el hincado a través de

martillo neumático, con el apoyo de maquinaria pesada. Se observa también que, durante el proceso constructivo, se

presentaron fuertes lluvias. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia.

2019.


Figura 5

Nueva Configuración de Espigones

Nota: Se observa la reconstrucción de los espigones fallados, incluyendo una nueva configuración y soporte.

Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.

Figura 6

Crecida del Río Guayuriba

Nota: Se evidencia como la crecida del río Guayuriba inundó el sitio de obras, impidiendo la continuidad. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.

1.4 Ubicación

“Para acceder a la zona de estudio hay que tomar la vía nacional que conduce desde el

casco urbano del municipio de Villavicencio hacía el municipio de Acacias, en el departamento

del Meta (Colombia), y antes de llegar al caserío conocido como Concepción, se debe tomar

desvío a la izquierda, continuar de frente hasta la entrada a la cantera de la empresa Gravicón

S.A; después de frente 1 km aproximadamente hasta llegar al río Guayuriba en inmediaciones


de la hacienda San José, con una elevación de 496 msnm y coordenadas geográficas: N 4° 02´

25,34” – W 73° 43´ 55,97” (Camargo, 2017).

Figura 7

Ubicación del Evento

Nota: Estas imágenes muestran las coordenadas geográficas y la vista en planta de la ubicación del evento geotécnico. Tomado de Google Earth.

A partir de un análisis fotogeológico multitemporal realizado con imágenes de Google

Earth desde el año 1969 y hasta el año 2021, se evidencian los cambios en el comportamiento

del cauce del río Guayuriba, identificando como la característica de ser un río trenzado sale a

relucir; concluyendo así que en el margen izquierdo del Río Guayuriba sobre el derecho de vía

del gasoducto Apiay Termo Ocoa, la socavación ha sido leve, sin embargo, aguas arriba del río si

se observa cómo ha cambiado la sinuosidad.

Por otro lado, las islas de sedimento también han variado hacía el centro del cauce; al

margen derecho se observa que el río Guayuriba actualmente no presenta el brazo de agua

que, si se observa en la imagen del 2002, el cual vuelve a parecer desde 2020 y con mayor

intensidad en 2021.

En este análisis se puede identificar que el carácter trenzado del río Guayuriba, agrega

un factor extra a la ya de por si situación compleja del cruce del gasoducto Apiay Termo Ocoa,


ya que la cota de inundación es muy variable y el mismo curso del río no es totalmente claro;

provocando así que se genera incertidumbre en cuanto a las obras de protección que se

diseñen para este evento geotécnico.

De otro lado, la presencia de la desembocadura del río Sardinata, precisamente pocos

metros aguas arriba del cruce subfluvial del gasoducto, aporta también un elemento a ser

analizado.

En la zona del cruce subfluvial (aproximadamente en el PK 024+000 del rio Guayuriba),

se presentan otros agentes condicionantes que influyen directamente en la estabilidad del

gasoducto; el primero de estos agentes es la desembocadura del caño Sardinata sobre la

margen derecha del río Guayuriba, el cual con su cauce aporta una cantidad importante de flujo

turbulento aguas arriba del cruce, a unos 1300 metros aproximadamente y direccionado hacia la

margen izquierda del cruce subfluvial; otro posible agente, es la actividad antrópica relacionada

con la extracción de material pétreo explotado por parte de la empresa Gravicón

S.A. propietaria del título minero de la cantera; en la zona aledaña al cruce subfluvial.

Los administradores de la cantera Gravicón S.A. han construido una serie de 6 espigones

rompe olas a lo largo del margen izquierdo aledaño al cruce subfluvial del gasoducto de TGI, los

cuales también han fallado parcialmente; sin embargo, de forma gradual han venido recuperando

parte de la margen izquierda permitiendo la sedimentación en la orilla del río.

Se busca con la recuperación y retiro de los espigones fallados, dar continuidad

complementando los espigones ya existentes de la propiedad de la cantera Gravicón, los

cuales se distribuyen igualmente a lo largo de la margen izquierda del río Guayuriba; aunque

los espigones construidos en el predio de la cantera Gravicón, se ejecutaron en n solo ángulo de

orientación aguas abajo del río Guayuriba, y los espigones que se proponen construir para el

gasoducto de TGI, se plantean ejecutar en doble ángulo, pero con la misma orientación aguas

abajo del río.


Figura 8

Análisis Fotogeológico Multitemporal de 1969 a 2012

Nota: Estas imágenes tomadas del software de referenciación geográfica, muestran los cambios que ha

experimentado el cauce del río Guayuriba desde el año 1969 hasta el año 2012 en una vista de distribución en planta;

evidenciando claramente el carácter trenzado que genera la aparición de nuevos brazos del río o la desaparición de

éstos en diferentes épocas, según el flujo de agua y la cantidad de sedimentos que se pueda estar transportando.

Tomado de Google Earth.


Figura 9

Análisis Fotogeológico Multitemporal de 2016 a 2021

Nota: Estas imágenes tomadas del software de referenciación geográfica, muestran los cambios que ha

experimentado el cauce del río Guayuriba desde el año 2016 hasta el año 2021 en una vista en planta; evidenciando

claramente el carácter trenzado que genera la aparición de nuevos brazos del río o la desaparición de éstos en

diferentes épocas, según el flujo de agua y la cantidad de sedimentos que se pueda estar transportando. Tomado de

Google Earth.


Figura 10

Espigones de Gravicón y Pérdida de Margen

Nota: En estas fotografías se puede observar cómo el proceso erosivo ocasionado por el transporte de sedimentos, ha impactado de forma negativa en la margen izquierda del río Guayuriba. Tomado de Informe de Intervención de

Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.

1.5 Sedimentación

“La composición del material pétreo y de sedimentos, encontrado y analizado del río

Guayuriba (trenzado) corresponde a material de tipo arenoso, de tipo gravas y cantos gruesos

que tienden a crecer en tamaño, debido a la adición de sedimentos en el extremo aguas abajo y

en los lados.

El extremo de aguas arriba del rio Guayuriba, es erosionado debido a los altos procesos

denudacionales que se presentan en la zona más joven del río, la cual es una zona aún

montañosa del departamento del Meta; y que se ubica finalizando la zona de juventud e

iniciando la zona de madurez, donde disminuye las pendientes de inclinación viniendo de un

margen del 10% y disminuyendo notablemente, hasta lograr pendientes del 2% y

permaneciendo de esta manera en la zona de madurez con pendientes que oscilan entre el 2% y

el 1% de inclinación, debido a este porcentaje de pendiente se deposita la mayor cantidad de

material denominado sedimentos” (Suárez, 2001).


Figura 11

Etapas de un río

Nota: En esta figura se puede identificar que el río Guayuriba se encuentra en la zona del cruce subfluvial del

gasoducto, en su etapa de madurez. Tomado de Control de Erosión en Zonas Tropicales. UIS. Bucaramanga.

Colombia. 2001.

1.6 Fisiografía Cuenca del rio Guayuriba

La mayor parte de la cuenca evidencia una topografía abrupta, con alturas variables entre

3.700 y 450 metros sobre el nivel del mar (msnm) que origina pendientes fuertes mayores de 45

grados, donde la mayoría de las quebradas corren por cañones profundos de laderas

escarpadas. La cota más baja se ubica en la región plana, que conforma el piedemonte llanero,

mientras que las alturas máximas se localizan en la parte centro occidental y generan una

extensa región de pisos térmicos típicos de páramo y de tierras frías a cálidas.


Topográficamente se diferencian dos expresiones morfológicas bien definidas; la primera

se localiza hacia la parte suroriente y corresponde a la parte plana que ocupa aproximadamente

el 50% del área y conforma el inicio de las grandes extensiones de los Llanos Orientales

colombianos. La segunda, ocupa la parte centro-norte y occidental; que conforma un relieve

abrupto a moderadamente abrupto, que incluye la zona de páramos. Existen algunas

elevaciones menores como el alto de Portachuelo de 1.100 msnm, ubicado al suroeste de

Guayabetal; el alto de Buenavista situado al noroeste de Villavicencio, con 900 msnm y el alto

de Fresco Valle, al oeste de la población de Acacías.

Existen otros rasgos morfológicos importantes como el cañón del río Blanco, con

dirección dominante este-oeste y el cañón del río Negro que bordea en gran parte la carretera

Bogotá - Villavicencio. Por último, el cambio brusco del curso del río Guatiquía, a la altura de

Villavicencio.

1.7 Geología

“Las rocas presentes en la zona de estudio afloran en forma de una faja orientada de sur

a norte con desplazamiento hacia el oriente La descripción geológica aquí expuesta es tomada

de la memoria explicativa de la plancha 266 a escala 1:100.000 del IGAC, en la que reportan

rocas metamórficas de bajo grado de metamorfismo del denominado grupo Quetame entre las

que se encuentran meta conglomerados, cuarcitas, filitas y metalimolitas. Al norte del rio Blanco

como resultado del efecto de la falla del mismo nombre, sobre las rocas del grupo Quetame en

forma discordante reposan las rocas sedimentarias del grupo Farallones de edad paleozoica

conformadas por las capas rojas del Guatiquia, las lutitas de pipiral y la arenisca de Gutiérrez”

(Camargo, 2017).

“El Jurásico lo conforma la formación brechas de Buenavista, litológicamente constituida

por fragmentos angulosos de filitas, cuarcitas, areniscas, calizas y cuarzo lechoso en matriz

areno-arcillosa. El Cretáceo lo conforman rocas sedimentarias agrupadas en las formaciones


lutitas de Macanal, arenisca de Cáqueza, Fómeque, Une, Chipaque y grupo palmichal”

(Camargo, 2017).

“El Terciario lo representan las rocas sedimentarias de las formaciones arcilla del limbo y

arenisca del limbo; el Neógeno lo caracteriza los depósitos gruesos granulares agrupados en la

formación Corneta. El Cuaternario lo representan los diferentes depósitos aluviales y

fluvioglaciales resultantes de la dinámica de los principales corrientes que drenan el área de la

plancha 266-Villavicencio” (Camargo, 2017). El ambiente geomorfológico del río Guayuriba se

puede visualizar en la tabla 2.

Tabla 2

Ambientes Geomorfológicos río Guayuriba

AMBIENTE

CÓDIGO

ÁREA (Km2)

PORCENTAJE (%)

Denudacional D 983 40

Fluvial F 916 39

Glacial G 400 17

Estructural S 99 4

TOTAL 2398 100

Nota: Se puede evidenciar que el 79% del ambiente geomorfológico del río Guayuriba se encuentra entre

denudacional y fluvial. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.

1.8 Geotecnia y Muestreo

“Para la caracterización física de los materiales de arrastre en el sector del Río

Guayuriba se tomaron 4 muestras representativas del material de río, distribuidos en 4 títulos

mineros del área de influencia del presente estudio, con lo cual se le realizaron los ensayos

para determinar su composición, granulometría y calidad de los materiales, para definir la

aptitud del uso para luego ser aprovechable” (Fonseca, 2015).

Se recolectaron 4 muestras, cada una con un peso aproximado de 10 Kilogramos con

pesos unitarios que oscilan entre 1,3 y 1,5 g/cm3.


Figura 12

Material de Arrastre Recolectado

Nota: Se puede observar la distribución granulométrica de las muestras recolectadas. Tomado de Informe Técnico

rio Guayuriba. UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.

1.9 Protección Geotécnica

Las obras de protección geotécnica diseñadas para contener el daño de las márgenes de

los ríos ocasionadas por erosión hídrica, tienen que ver con estructuras esencialmente flexibles,

que contengan el arrastre de sedimentos y por ende el desprendimiento del material de las

orillas; así como la generación de barreras destinadas a contrarrestar la socavación propia

generada por los flujos turbulentos de los ríos que presentan características meándricas o

trenzadas. La elección entre una u otra solución se define en función de las condiciones locales

y de las necesidades del proyecto: ancho, pendiente y régimen del río, conformación de los

márgenes, necesidad de mantener la accesibilidad al agua y disponibilidad de materiales entre

otros.

1.9.1 Gaviones

Son considerados estructuras de contención flexible, básicamente compuestos por una

malla y un material de relleno. Los hay de diferentes formas y tamaños; sin embargo, los más


usados son del tipo paralelepípedo en malla galvanizada y eslabonada, rellenos con material

pétreo mayor a 4” de diámetro. A medida que se colocan los cantos y a cada treinta centímetros,

es conveniente disponer tirantes de alambres horizontales y de un diámetro adecuado.

Figura 13

Armado de Gavión Malla Electro-Soldada

Nota: Se evidencia el proceso de conformado de los gaviones en piedra. Tomado de Control de Erosión en Zonas

Tropicales. UIS. Bucaramanga. Colombia. 2001.

1.9.2 Espigones

Son estructuras construidas desde los márgenes hacia el centro del río con el objetivo de

estabilizar el curso del río, reducir la velocidad del flujo en las inmediaciones del margen, aguas

arriba y aguas abajo, a valores tales que no pueda producirse erosión, favorecer la


sedimentación del material de arrastre entre los mismos, en este caso y en el anterior

usualmente, son definidos como espigones retardadores del flujo, desviar el flujo hacia el centro

del cauce alejándolo de eventuales zonas críticas, para prevenir erosiones y en caso de ríos

navegables, centralizar la corriente para profundizar el cauce; en este caso usualmente se les

define como espigones deflectores.

Un espigón consta de: La punta; crítica para su socavación por la concentración de

corrientes y la velocidad del agua en este punto. La cresta; puede ascender hacia la orilla o ser

horizontal además puede ser sumergida o levantada. Anclaje; depende de la situación real del

sitio ante la posibilidad de que el agua pase por detrás del espigón. Cimiento: es el factor que

determina la durabilidad del espigón.

El cimiento a su vez está constituido por la fundación propiamente dicha y por un tapete o

colchón, como protección contra la socavación.

Los espigones son clasificados como de repulsión y espigones de sedimentación, en función de

su comportamiento. Pueden ser empotrados o no, del tipo permeable o impermeable; los

permeables, al facilitar la sedimentación, son más indicados en ríos con transporte sólido

importante; en este caso el agua, cargada de sedimentos finos, pasa a través de los mismos y,

debido a la reducción de su velocidad, deposita los sedimentos en la zona comprendida entre los

espigones que irá rellenándose y creando así una nueva línea de margen.

Pueden ser construidos con rip-rap (piedras sueltas), concreto, pilotes, geo-

contenedores (tubos de geotextil) y gaviones. Esta última solución es la preferida en la mayoría

de los países latinoamericanos por la facilidad de ejecución y por permitir, cuando se considere

necesario, el uso intensivo de mano de obra no calificada, reduciendo al mínimo el uso de

maquinarias.

“El uso de gaviones tiene varias ventajas para construir espigones (uso de materiales

naturales, flexibilidad, bajo costo y creación de empleo); sin embargo, también se aconseja por


parte de muchos autores, el uso de hormigón (elementos prefabricados o fundidos in situ) y las

combinaciones de otros tipos de protección contra la erosión hídrica, también son alternativa

atractiva” (King, 2015).

Para un correcto dimensionamiento de los espigones, en general deben ser considerados

los siguientes aspectos:

Variables del flujo (tirante de aguas mínimas, medias y máximas; cantidad y tipo

de material de arrastre y régimen hidráulico).

Parámetros del cauce: (pendiente; dimensiones y forma) Características morfológicas.

Para la elección del material de construcción se debe tener en cuenta su disponibilidad y

distancia de transporte, disponibilidad de mano de obra y de maquinaria necesarias para la

construcción, costos del material, mano de obra y maquinaria, plazo de tiempo necesario para

la construcción, y nivel del agua durante la construcción.

Una vez disponible tales informaciones es posible diseñar el conjunto de la obra, para la

cual deberán ser definidos:

Localización en planta de los espigones. Separación o espaciamiento entre espigones.

Cantidad de espigones.

Longitud de cada espigón. Forma del espigón. Sección longitudinal y transversal, elevación de la cresta, pendiente de la corona,

inclinación de los paramentos laterales.

Empotramiento en la orilla.

Ángulo de orientación respecto a la corriente. Tipo y dimensiones de la protección anti socavación.


Se debe evitar el uso de espigones con pendiente superior al 2%, instalar como mínimo

de tres a cuatro unidades, evitar que la construcción de los espigones estrangule el cauce para

evitar efectos indeseables en la margen opuesta, diseñar el primer espigón aguas arriba más

corto que los siguientes y con mayor empotramiento, aumentar gradualmente la longitud de los

dos espigones siguientes hasta alcanzar la longitud deseada a partir del cuarto, diseñar los

espigones de tal manera que no produzcan cambios bruscos en la dirección del flujo.

A partir del empotramiento la cresta deberá ser más baja que la margen, igualmente la

cresta en la zona de empotramiento deberá ser más alta que el máximo nivel de crecida, la

cresta en la zona de punta, deberá ser más alta que el nivel mínimo previsto, de tal manera que

no quede completamente sumergido durante el período de estiaje y finalmente empezar la

construcción de los espigones desde aguas arriba hacia aguas abajo.

Cuando la construcción es en seco, los primeros espigones, ya terminados, pueden

proteger los siguientes en caso de crecidas inesperadas que se produzcan durante su

construcción y cuando la construcción se realice en aguas profundas, permita construir los

siguientes en aguas más calmadas.

1.9.3 Daños Evidenciados en Obras Existentes

Durante los monitoreos del derecho de vía del gasoducto Apiay Termo Ocoa realizados

por los recorredores de derecho de vía de los gasoductos de TGI,, registrados a finales del año

2018, se logró identificar que las crecidas frecuentes del río Guayuriba evidenciadas desde el

mes de junio a septiembre de 2018, sumadas al aporte de la corriente hídrica del afluente

conocido como río Sardinata, ocasionaron que los tres espigones originalmente construidos por

TGI fallaran en longitudes de 8, 15 y 25 m y los gaviones también sufrieran socavación en una

longitud de 25 m a lo largo los espigones 2 y 3. Es de aclarar que las cimentaciones de los tres

espigones, igualmente se encontraron colapsadas.


El diseño de la obra geotécnica inicialmente contempló la construcción de tres espigones

conformados por bloques de concreto reforzado de 3000 PSI, distribuidos en tres niveles, los

cuales se amarraron con varilla de acero de ½”, reposando en un cimiento de concreto ciclópeo

de 0,50 m de espesor y 2,6 m de ancho, a lo largo de la longitud de cada espigón, que fue para

el espigón 1: 41 m, espigón 2: 36 m y espigón 3: 36 m.

Durante los recorridos realizados en al año 2018 por parte de los recorredores de

derecho de vía de los gasoductos de TGI, se pudo observar que la fuerza del río ocasionó una

socavación tal que hizo fallar la cimentación instalada, así mismo provocó el volcamiento de una

parte importante de los tres espigones instalados.

Se realizó entonces un taller para evaluar la información recopilada durante los

recorridos y analizar las posibles alternativas de solución que le permitan al cruce subfluvial,

permanecer con un alto grado de confiabilidad.

Figura 14

Espigones Fallados 1, 2 y 3

Nota: Se observa en las tres fotografías de la figura 14, los tres espigones de concreto, fallados después de la crecida

del río Guayuriba del año 2018. El espigón número tres fue el que mayor deterioro experimentó con relación a los

espigones uno y dos; posiblemente a los remolinos que ocasiona la presencia de espigones aguas arriba de los ya

instalados, y debido a la distancia entre los espigones dos y tres, que, debido a la necesidad de respetar el derecho de

vía del gasoducto, debió ser mayor. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá.

Colombia. 2019.


Figura 15

Socavación en los Gaviones

Nota: Se observan los tres niveles de gaviones fallados debido a la socavación. Tomado de Informe de Intervención

de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.

Figura 16

Diseño Inicial de Gaviones en Piedra

Nota: Se observan los tres niveles de gaviones, diseñados para contener la margen izquierda erosionada. Tomado de

Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.


Figura 17

Diseño Inicial de Espigones con Módulos de Concreto

Nota: El diseño de las obras de geotecnia incluía los tres espigones empotrados conformados por paralelepípedos de

concreto de 3000 PSI amarrados con varilla de acero de ½” y 718,93 m3 longitudinales de gavión en piedra revestidos

en concreto. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.


Figura 18

Proceso Constructivo de Gaviones y Espigones

Nota: Se observa en las dos fotografías de la figura 18, el desarrollo del proceso constructivo de los tres niveles de gaviones y de los tres espigones en concreto. Se puede observar el proceso de llenado y amare de gaviones, así

como de la conformación de cada espigón. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI.

Bogotá. Colombia. 2019.

Figura 19

Obra Geotécnica Terminada

Nota: Se observa una imagen aérea de la obra terminada, incluyendo los tres espigones en concreto y los tres niveles de gaviones en piedra. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia.

2019.


Figura 20

Diseño General

Nota: Evidencia de las dimensiones del diseño original. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba

de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.

1.10 Componente Ambiental

Las Cuencas hidrográficas abarcan diversos actores que están en constante interacción

con los recursos naturales, los cuales ejercen presiones sobre el sistema tanto de manera

positiva como negativa. Los actores clave pueden ser individuos, organizaciones e instituciones

que posean información, recursos, conocimiento y poder para llegar a influenciar otros actores.

Esto permite identificar los actores que se relacionan en proyectos de gestión ambiental y

prevención de eventos de riesgo y desastres, aportando información útil a la construcción de

estrategias de vinculación de proyectos y a la formulación del plan de trabajo; es por esto que

es de vital importancia interactuar con cada uno de ellos como lo es la corporación autónoma


de la Macarena, ”Cormacarena”, entidad que ejerce el control de la cuenda del río Guayuriba y

ante la cual se debe gestionar el permiso de ocupación de cauce para adelantar los trabajos de

geotecnia.

El procedimiento para la obtención del permiso de ocupación de cauce establece que se

debe conformar un archivo que contenga todos los datos del evento a intervenir, formatos de la

solicitud de min ambiente, permisos de ingreso a predios, certificado de libertad y tradición,

diseño de las obras geotécnicas que incluyan planos, presupuesto y cronograma y finalmente

elaborar un informe para radicar la solicitud del permiso de ocupación de cauce; después de esto

se debe esperar la respuesta de la corporación con la resolución del caso.

El marco normativo con las corporaciones autónomas para solicitar los permisos de

ocupación de cauce está descrito en el decreto 1076/2015, sección 12 ocupación de playas,

cauces y lechos, artículo 2.2.3.2.12.1. “Ocupación: la construcción de obras que ocupen el

cauce de una corriente o depósito de agua requiere autorización, que se otorgará en las

condiciones que establezca la Autoridad Ambiental competente. Igualmente se requerirá

permiso cuando se trate de la ocupación permanente o transitoria de playas”.

La corporación Cormacarena, otorgó el permiso de ocupación de cauce a la

transportadora de gas internacional TGI, mediante resolución No. PS-GJ.1.2.6.014.0717 de

mayo 16 de 2014, en la cual describe unos requisitos previos a la ejecución del permiso de

ocupación de cauce, así

Radicar copia del acta de inicio del contrato. Allegar en un plazo de 10 días, el programa de medidas ambientales.

Dar aviso formal al titular minero, en el sector de influencia del proyecto, el inicio

de actividades anexando un plan de trabajo.

Allegar en un plazo de 10 días, un informe de caracterización de las condiciones

de estabilidad de las laderas del río Guayuriba.


Además, establece los requisitos posteriores a la ocupación del cauce, así:

Informe ejecutivo. Informe de cumplimiento del programa de implementación de las medidas

ambientales.

Acta de terminación del contrato. Informe de monitoreo de las condiciones de estabilidad de las laderas en el río

Guayuriba.

1.11 Componente Social

Dentro del grupo de interesados, actualmente, la Cuenca del río Guayuriba abarca

dentro de sus 17 municipios actores de diverso tipo, escala geográfica, contexto y naturaleza.

En total, se reconocieron 1009 actores, donde a nivel internacional se identificó la ONG Danish

Demining Group; a nivel nacional, 24 actores institucionales incluyendo el Ministerio de

Ambiente y Desarrollo Sostenible, el Ministerio de Minas y Energía, Parques Nacionales

Naturales, IDEAM, Instituto Von Humboldt, entre otros; mientras que a nivel regional, se

identificaron las cuatro Corporaciones Autónomas Regionales y de Desarrollo Sostenible con

jurisdicción en los municipios que abarca la Cuenca; a nivel local, se registraron las Juntas de

Acción Comunal y acueductos veredales; y por último, se clasificaron los demás actores según

su particularidad tanto a nivel departamental y municipal.

“El malestar que existe por parte de la ciudadanía con relación a la extracción de

material de arrastre se debe a las inundaciones recientes por el trasvase de las aguas del río

Guayuriba a río Negrito, desconociendo causas naturales y la misma intervención antrópica

que se ha venido realizando desde hace ya varias décadas”. (Fonseca Luis, 2015).

Es un territorio especialmente afectado por amenazas naturales pues es susceptible a

inundaciones en la parte baja en las temporadas de altas precipitaciones y hace parte de una de

las regiones más complejas y afectadas por deslizamientos, flujos y avenidas torrenciales en


el país e incluso en el mundo, contiene movimientos en masa de dimensiones comparables con las

más grandes de América y ocurrencia de avenidas torrenciales de grandes volúmenes de material

en una importante proporción de los ríos y quebradas, que transportan grandes cantidades de

agua y de sedimentos, a lo largo de la zona de estudio, que comprende por completo la cuenca del

río Guayuriba.

Es evidente que la cuenca se perturba por la ocurrencia de procesos naturales frecuentes

y en ocasiones con magnitud o permanencia tal que se convierten en detonantes de emergencias

que afectan vidas, bienes públicos y privados, calidad de vida, posibilidades de desarrollo de las

comunidades y equilibro de los territorios.

Por ello el POMCA realiza una caracterización de todos los eventos históricos que se han

derivado en emergencias, relaciona las variables físicas diagnosticadas (geología,

geomorfología, coberturas, suelos, hidrología, entre otras) para calcular en toda la extensión de

la cuenca las amenazas por sismos, movimientos en masa, inundaciones, avenidas torrenciales

e incendios de coberturas vegetales y finalmente evalúa todos los aspectos socioeconómicos

con los que se estiman las condiciones de riesgo.

Cerca del 50% del área presenta amenaza por movimientos en masa concentrándose en

la parte media de la cuenca en los municipios de Gutiérrez, Guayabetal y Acacías. Varias zonas

de amenaza coinciden con grandes deslizamientos como el ocurrido cerca a Mundonuevo que

afectó el acceso a las veredas, todos los puntos de inestabilidad de la doble calzada Bogotá-

Villavicencio que han provocado cierres temporales, el gran flujo del Tunque que alcanza una

longitud de unos 6 km e incluso los fenómenos reptantes de algunas cabeceras como Cáqueza

y Choachí.

La amenaza por avenidas torrenciales se presenta en menos del 5% del total del área e la

cuenca hidrográfica descrita en el POMCA, pero se concentra en la gran mayoría de ríos y

quebradas que contienen algunas zonas de desplaye extenso en áreas fronterizas de los


municipios de Acacías y Villavicencio; en el departamento del Meta, zona conocida como el

piedemonte llanero.

Figura 21

Amenazas por Lluvias Torrenciales

Nota: La zona conocida como el piedemonte llanero, resaltada en el rectángulo, es precisamente por donde se cruza el

gasoducto Apiay Termo Ocoa. Tomado de POMCA, Plan de ordenación y manejo de la cuenca hidrográfica del río

Guayuriba. Bogotá. Colombia. 2019.

En la parte media y fundamentalmente en la baja existe amenaza por inundaciones

alcanzando cerca del 10% del área total de la cuenca. Esta es relevante en los municipios de

Acacías, Villavicencio, San Carlos de Guaroa y Puerto López pues corresponden con las


planicies de inundación y divagación histórica del río como este mismo ha mostrado en las

inundaciones recientes con afectaciones a cultivos, vías, canteras y poblaciones. En la parte

media y alta se presenta amenaza de inundación por desbordamiento, aun cuando alcanzan a

afectar puntos específicos de la vía al llano y caseríos entre esta y el río Guayuriba.

Figura 22

Amenaza por Inundaciones

Nota: La zona conocida como el piedemonte llanero, presenta las más altas amenazas de inundación. Tomado de POMCA, Plan de ordenación y manejo de la cuenca hidrográfica del río Guayuriba. Bogotá. Colombia. 2019.


“De otro lado, de acuerdo a la historia oral del territorio, se tiene memoria que el trasvase

del rio Guayuriba a Rio Negrito, viene ocurriendo desde décadas atrás; algunos recuerdan que

entre la década del cincuenta y sesenta del siglo XX hubo trasvase; se comenta que el último

evento ocurrió hace unos cuarenta años aproximadamente” (Torres, 2015).

Es probable que para cuando ocurrieron esas inundaciones no hubiera muchos cultivos ni

población y las afectaciones pudieron ser mínimas y por eso no hay memoria registrada del

suceso, Pero la más reciente pudo haber ocurrido hace unas dos décadas según lo registra un

periódico regional. “Los casi 20 mil habitantes de 10 veredas al oriente de Villavicencio

recuerdan cómo hace dos décadas la creciente del río Guayuriba se llevó casas, cultivos y todo lo

que encontró a su paso durante una temporada invernal, similar a la de esta época.

Figura 23

Método de Explotación Continua

Nota: Se puede observar la técnica de extracción de material de río aplicada en la zona de estudio. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.


Hoy, con una amenaza inminente de inundación y avalancha admitida incluso en un

concepto técnico de Cormacarena, los finqueros y campesinos de la zona no se resignan a que

se cumpla una tragedia anunciada”. Es conveniente reconstruir la historia del rio, estudiar cual

fue su comportamiento en décadas anteriores, qué incidencia puede haber tenido la intervención

antrópica en años anteriores y a partir de allí establecer nuevas formas de relacionamiento con

esta fuente hídrica. Pero también es necesario que la población vecina entienda que debe saber

interactuar con él de acuerdo a las divagaciones de sus aguas.

Como en otras regiones del país, esta actividad se venía realizando desde décadas

atrás, en la medida que dicho material se comenzó a utilizar en la construcción, especialmente

para la fabricación de bloque (mezcla de arena con cemento). De acuerdo a la demanda, las

solicitudes para extracción de material aumentan; se va ampliando la concesión y explotación a

otras fuentes hídricas del departamento. De la misma manera se ha modificado las técnicas de

explotación y la actividad se ha especializado, como por ejemplo la extracción ininterrumpida del

material sedimentado en las orillas de las barras formadas a lo largo del cauce del río.

Figura 24

Explotación Continúa de Cantera

Nota: Se observa en estas fotografías, como se impacta el cauce del río Guayuriba, debido a la explotación minera del tipo cantera. Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.


2. Metodología

2.1 Tipo de Estudio

El ejercicio realizado en este trabajo de investigación, se puede clasificar como un tipo

de estudio mixto, ya que contiene una buena parte de investigación documental, derivada de la

búsqueda, recopilación y análisis de información por medio de una lectura crítica de

documentos y materiales bibliográficos físicos y digitales tomados de bases de datos

referenciados en la bibliografía, pero también se tienen en cuenta los recorridos de campo y

evaluaciones del estado de las obras, derivadas de la observación directa y toma de datos.

Algunos de los recorridos analizados, fueron ejecutados directamente por los autores.

En cuanto a la característica de la investigación documental sobre la lectura crítica se ha

utilizado como criterio la selección y recolección de información para contestar la pregunta de

investigación, guardando siempre coherencia con los resultados esperados.

2.2 Técnica de Recolección de Datos

En esencia, el método de trabajo fue la consulta bibliográfica y cómo técnica se utilizaron

las fichas documentales donde se iban tomando notas de la información encontrada que luego

se analizó y mediante un mapa conceptual se profundizó en la relación entre los diferentes

conceptos.

La investigación que se desarrolló en este proyecto se describe como un tipo de estudio

mixto, porque involucra distintas disciplinas de investigación, para el caso de estudio, constituida

por una parte exploratoria en la cual se realizaron observaciones preliminares de la zona, una

parte descriptiva en la cual se definieron las características del suelo, hidráulica de la cuenca y

del río Guayuriba.

De otra parte, se desarrolló un proceso experimental en la que se realizó el

acompañamiento para evaluar el estado de las obras y tener bases claras en pro de generar una

optimización del diseño de obras de protección geotécnica.


2.3 Para el Desarrollo de los Objetivos

Para describir el comportamiento hidráulico del río Guayuriba en el cruce subfluvial del

gasoducto Apiay Termo Ocoa en el PK 008+400, se realizó un ejercicio de revisión de la

información de los monitoreos realizados en la ventana de tiempo 2018 – 2019 y, en los

registros fotogeológicos multitemporales disponibles en Google Earth.

Para elaborar la descripción del carácter y grado de las afectaciones o daños causados

por la erosión fluvial sobre las obras civiles y soluciones geotécnicas existentes situadas en la

margen izquierda del río Guayuriba, a la altura del cruce subfluvial del gasoducto Apiay Termo

Ocoa en el PK 008+400, se revisaron y analizaron los informes de ejecución de obras, se revisó

bibliografía concerniente al diseño y construcción de obras de geotecnia con las cuales se

acostumbra diseñar protección geotécnica de las riberas de los ríos de cauce trenzado.

Con el ánimo de proponer soluciones geotécnicas complementarias como alternativa de

protección geotécnica de la margen izquierda del río Guayuriba en el cruce subfluvial del

gasoducto Apiay Termo Ocoa en el PK 008+400, evaluando además el componente socio

ambiental, se decidió utilizar la información recopilada al respecto, también la toma de datos del

sitio y analizar todo esto dentro de los modelos matemáticos del caso.


3. Resultados Obtenidos

3.1 Resultados de Ensayos

Se tomaron 4 muestras de material para ser analizadas a lo largo de la cuenca

hidrográfica del río Guayuriba, para las cuales, se desarrollaron una serie de ensayos que

describen las características del contenido de humedad, prueba de resistencia al desgaste,

ángulo de reposo, granulometría del material y el peso unitario.

Estos ensayos realizados permitirán describir de una manera muy aproximada el carácter

del material del río Guayuriba, sus posibles usos, y el tipo de erosión y socavación que podrían

generar; material que es propio del paisaje presente en el piedemonte llanero colombiano, que

se extiende a lo largo de los departamentos de Boyacá, Cundinamarca y Boyacá.

3.1.1 Contenido de Humedad

“La humedad encontrada en las muestras analizadas, varía entre 0,66% y 5,48%. Esta

baja humedad está relacionada con el tipo de material, ya que por su carácter granular son ricos

en macro poros los cuales presentan una baja retención del agua y una mayor permeabilidad y

aireación” (Fonseca, 2015).

Tabla 3

Contenido de Humedad

HUMEDAD Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4

W1 (%) 1,13 0,64 5,48 2,77

W2 (%) 1,36 0,84 4,37 2,06

W promedio (%) 1,24 0,74 4,92 2,41

Nota: El porcentaje de humedad representado por la letra W, indica que el material estudiado presenta baja hidrofilia.

Se observan datos para muestras con baja humedad, de 0,64%, pero también datos de porcentaje de humedad de

incluso un valor de 5,48%, evidenciando así, comportamientos bastante diversos para el material analizado en una

misma cuenca. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.


3.1.2 Prueba de Resistencia al Desgaste

“Al someter cada una de las cuatro muestras recolectadas y analizadas de la cuenca del

río Guayuriba, al ensayo conocido como desgaste se obtuvo como resultado un valor máximo de

25,83% lo cual puede llegar a indicar que los materiales pétreos y sedimentos encontrados,

presentan un buen comportamiento ante el fenómeno de la desintegración mecánica, lo cual

explica que esta cuenca sea explotada como cantera, generando frecuentes situaciones de

inundación y de erosión hídrica” (Fonseca, 2015).

Tabla 4

Resistencia al Desgaste

MUESTRA DESGASTE TOTAL (%)

Muestra 1 22,26

Muestra 2 25,83

Muestra 3 20,20

Muestra 4 23,93

Nota: La resistencia al desgaste se encuentra de forma uniforme en todas las muestras. Tomado de Informe Técnico

rio Guayuriba. UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.

3.1.3 Angulo de Reposo

“Los resultados obtenidos a partir de las muestras analizadas, evidencian que la

metodología utilizada para medir el ángulo de reposo o también conocido como ángulo de

fricción interna, influye dramáticamente en el valor que se obtiene, que fue de hasta un 27.62%

de diferencia.

Estas grandes diferencias encontradas en las cuatro muestras recolectadas y analizadas

a lo largo de la cuenca del río Guayuriba, pueden traducirse en importantes impactos de tipo

económico, técnico, ambiental y hasta social; que deberán ser tenidas en cuenta en el diseño o

cálculo de estabilidad de taludes y laderas, así como en excavaciones, terraplenes o presas de

tierra” (Fonseca, 2015).


Tabla 5

Ángulos de Reposo

MUESTRAS

ANGULO DE REPOSO

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

29,25° 28,12° 27,47° 25,99°

Nota: Los ángulos de reposo de las muestras analizadas se encuentran de forma uniforme en todas las muestras.

Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.

3.1.4 Granulometría

“De acuerdo con el sistema unificado de clasificación de la S.U.C.S, las muestras se

clasifican como suelos tipo GP Grava mal gradada con arena” (Fonseca, 2015).

Figura 25

Curva Granulométrica

Nota: Se describe una curva granulométrica típica, según la clasificación S.U.C.S. (Sistema Unificado de Clasificación

de Suelos). Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.


3.2 Análisis Hidráulico

Para realizar el análisis hidráulico del río Guayuriba, se han tomado datos del IDEAM, del

estudio realizado por la UPTC (Universidad pedagógica y tecnológica de Colombia) y se han

analizado datos obtenidos de simulaciones realizadas con el software HEC-RAS.

3.2.1 Evaluación de Precipitaciones

A partir de los datos de la estación Unillanos, de tipo Climatológica Principal (CP) del

IDEAM, se observa que, en la región, la precipitación se comporta con un régimen monomodal,

es decir, con un solo periodo de lluvias que va de abril a octubre y otro periodo de bajas lluvias

que van de diciembre a marzo, siendo junio el mes más lluvioso y diciembre el mes más seco.

Figura 26

Precipitación Media Multi Anual

Nota: El valor más alto de precipitación promedio mensual se presenta en junio, con 450 mm, así mismo los valores

más bajos, en diciembre con 99,76 mm. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. UPTC-UPME. Tunja. Colombia.

2015.


Tabla 6

Evaporación Promedio Mensual Multianual

ESTACIÓN ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

Unillanos 124,22 132,30 103,76 97,43 96,82 87,16 89,44 99,82 112,76 98,46 105,65 111,18

Nota: La evaporación media mensual es más baja en el mes de junio, con 87,16 mm, por lo cual se aconseja intervenir

en ese período de tiempo. Tomado de IDEAM (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales). 2021.

3.2.2 Hidrografía y Clima

“La cuenca del río Guayuriba tiene 2975 km2 de área, una elevación que va de 354 a

3636 msnm, longitud de 115 km y un tiempo de concentración de 138,13 horas. La región

montañosa hace parte de la cordillera oriental en lo que corresponde a parte del denominado

macizo de Quetame y el borde llanero, donde alcanza alturas que sobrepasan los 3.600 msnm.

Allí se diferencian pisos bioclimáticos de páramo, frío y templado, que en su orden identifican los

bosques paramunos, andino y subandino. Los suelos son aptos para la conservación del bosque

en las cabeceras de los ríos y para la reforestación” (Fonseca, 2015).

Los Llanos Orientales, con elevaciones entre 100 y 500 msnm, presentan precipitaciones

entre 2.000 y 3.000 mm anuales y decrecen hacia el noreste. La vegetación típica es de sabana

y los suelos se desarrollan en terrenos bajos e inundables, relacionados siempre con terrazas.

“Los registros de temperatura, presentan los valores más bajos entre los meses de mayo a

agosto, coincidiendo con aquellos meses donde se presentan los valores más altos de

precipitación” (Fonseca, 2015).

3.2.3 Caudales

A partir de la información suministrada por el IDEAM (Estación Puente Carretera) se

realiza la caracterización del comportamiento de los caudales estimados para diferentes


períodos de retorno, que se presenta según los análisis de frecuencias con la distribución que

mejor se ajustó a los datos.

“Para la estación conocida como Puente Carretera, la distribución Fisher Tippett tipo II,

fue la que presentó el mejor ajuste” (Razvan, 2016); por lo cual los datos de la misma fueron los

empleados para los diferentes análisis que se recopilan en la tabla 7, para períodos de retorno

de hasta 200 años.

Tabla 7

Caudales Máximos Para Diferentes Períodos de Retorno

PROBABILIDAD PERÍODO DE RETORNO (AÑOS) CAUDAL MÁXIMO (M3/S)

0,995 200 1467,81

0,990 100 1355,00

0,980 50 1244,01

0,960 25 1134,40

0,900 10 990,09

0,800 5 878,60

0,667 3 791,56

0,500 2 714,67

Nota: El caudal máximo se obtiene en un período de retorno de 200 años, con 1467,81 m3/s. Tomado de IDEAM(Instituto

de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales). 2021.

“Se presentan los resultados del análisis de frecuencias realizado a los datos de

caudales máximos de la estación Puente Carretera del IDEAM (Instituto de Hidrología,

Meteorología y Estudios Ambientales), utilizando las distribuciones de probabilidades Normal,

Log Normal 2 Parámetros, Pearson Tipo III, Log Pearson tipo III, Gumbel, Fisher Tippett tipo II,

entre otras” (González, 2011).

De otro lado, se muestra que los regímenes de caudales en las estaciones Villavicencio

(Meta) y Puente Carretera (Acacias) son de tipo monomodal, con un período de caudales altos

en el río, y un período de sequía o bajos caudales. “La temporada de altos caudales se


presenta desde el mes de mayo hasta el mes de agosto, con un caudal medio máximo de 301.7 m3/s, en el mes de julio. Los caudales más bajos se presentan desde el mes de diciembre

hasta el mes de marzo”. (Fonseca, 2015).

Estos valores son coincidentes con los meses de mayores precipitaciones y bajas

evaporaciones, estudiados anteriormente. Es por esto que la mejor época del año recomendada

para ejecutar las actividades de protección geotécnica, comprende desde el mes de septiembre

hasta el mes de abril.

Figura 27

Análisis de Frecuencias de Caudales Máximos

Nota: Los niveles de caudal máximo, se pueden evidenciar con una frecuencia más alta, del orden de 100% para un

caudal aproximado de 1.100 m3/s. Tomado de IDEAM (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales).

2021.


Tabla 8

Análisis de Frecuencias de Caudales Máximos

VALOR

SERIAL

ACUMULADO

FRECUENCIA

DESV STD

LCI -90%

LCS -90%

445 20 3,70 0,78 1,72 0,73 6,60

514 5 7,41 5,39 4,43 4,58 19,63

569 6 11,11 14,01 6,81 10,76 33,90

598 11 14,81 20,51 7,92 14,99 41,91

608 10 18,52 22,80 8,23 16,42 44,39

625 13 22,22 26,91 8,70 18,95 48,52

632 25 25,93 28,69 8,87 20,04 50,20

641 21 29,63 31,16 9,08 21,54 52,42

647 14 33,33 32,54 9,19 22,37 53,61

660 15 37,04 36,17 9,42 24,58 56,62

686 1 40,74 42,84 9,70 28,70 61,70

689 24 44,44 43,53 9,72 29,14 62,20

705 16 48,15 47,67 9,80 31,79 65,10

729 23 51,85 53,33 9,78 35,59 68,86

731 7 55,56 53,97 9,77 36,03 69,27

752 22 59,26 58,60 9,66 39,35 72,20

783 2 62,96 65,09 9,35 44,40 76,19

784 18 66,67 65,21 9,34 44,50 76,26

795 19 70,37 67,31 9,20 46,25 77,53

822 3 74,07 71,96 8,81 50,40 80,36

880 8 77,78 80,22 7,81 58,91 85,47

899 4 81,48 82,39 7,47 61,46 86,86

938 9 85,19 86,13 6,78 66,28 89,33

1008 17 88,89 91,07 5,59 73,75 92,77

1034 12 92,59 92,43 5,19 76,12 93,76

1084 26 96,30 94,49 4,48 80,11 95,33

Nota: Los valores de frecuencia de caudales máximos del río Guayuriba, presentados en la tabla 8, fueron tomados

de Metodología Para el Ajuste de Modelos de Valor Extremo Tipo Gumbell y log Pearson Tipo 3 Para Series de

Valores Máximos. UPTC. Tunja. Colombia. 2011.


Figura 28

Caudal Medio Mensual Multianual

Nota: Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. Contrato UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.

Figura 29

Caudales Máximos Estación Puente Carretera

Nota: Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. Contrato UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.


3.2.4 Aporte de Sedimentos

Se analiza la modelación hidráulica del comportamiento del cauce del río; estimada para

periodos de retorno de lluvia de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años. “La estimación de las alturas y

velocidades alcanzadas por el flujo en el cauce se realizaron empleando el software HEC-RAS

dado su potencial para el análisis hidráulico” (Fonseca, 2015). El software HEC-RAS del U.S.

Army Corp., de los Estados Unidos fue desarrollado para calcular perfiles de flujo gradualmente

variados en un canal con secciones transversales regulares o irregulares. El programa calcula

los perfiles de flujo empleando el método del paso estándar.

Un flujo gradualmente variado constituye una clase del flujo permanente no uniforme en

el cual, existe una variación continua a lo largo del canal, de la profundidad del flujo y de igual

forma en el área, la velocidad, el perímetro mojado y el radio hidráulico, entre otros la posible

forma que pueda tener la superficie libre está en función de las profundidades real, normal y

crítica. Para el análisis de este tipo de flujos, el HEC-RAS, presenta las siguientes

consideraciones: El flujo es permanente, es decir, constante en el tiempo; la distribución de

presiones en cada sección transversal del canal es hidrostática (líneas de corriente paralelas),

la pendiente del canal es pequeña y uniforme y para el cálculo de la línea de energía, se permite

el uso de las ecuaciones de flujo uniforme, que consideran que la pérdida de energía por fricción

es la más importante. En el análisis del flujo en canales, es necesario predecir cuál es el

comportamiento de los perfiles de la lámina de agua. Esto se puede hacer con un análisis del

comportamiento de la pendiente de la superficie del agua en función de las variables

geométricas e hidráulicas del flujo. En cualquier sección transversal la energía total “H” está

dada por la ecuación (1).

𝐻 = 𝑉^2

+ 𝑌 + 𝑍 (1) 2𝑔

H= Energía total

V= Velocidad promedio del flujo en la sección transversal


g=Aceleración de la gravedad

Y=Profundidad del flujo

Z=Altura de la posición respecto a un plano de referencia

El HEC-RAS, emplea el método del paso estándar, que consiste en estimar la

profundidad del flujo en las diferentes secciones transversales, iniciando a partir de los datos de

profundidad conocidos para una sección, que en la mayoría de los casos corresponde a la

sección de control.

Si el flujo es subcrítico los cálculos se inician desde aguas abajo y se desarrollan hacia

aguas arriba y si es supercrítico se parte de aguas arriba continuándose hacia aguas abajo.

Figura 30

Modelo Digital de Elevaciones Río Guayuriba

Nota: Se puede observar el comportamiento de las secciones transversales a lo largo del río en elevaciones que

oscilan entre 344 y 834 msnm. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. Contrato UPTC-UPME. Tunja. Colombia.

2015.


3.2.5 Coeficiente de Rugosidad de Manning

“El coeficiente de rugosidad para estas simulaciones, se estableció de acuerdo con los

criterios de clasificación mostrados en el manual del United States Geological Survey – USGS,

Guide for Selecting Manning's Roughness Coefficients for Natural Channels and Flood Plains,

donde se presentan cauces naturales en los Estados Unidos, a los cuales se les realizaron

aforos de caudales con la finalidad de estimar dicho coeficiente” (Arcement, 1989).

“Para la zona de estudio, el coeficiente de rugosidad promedio es 0.040 para las planicies

de inundación, y de 0.045 para el cauce principal” (Fonseca, 2015).

3.2.6 Resultados de la Modelación Hidráulica

Las velocidades en el cauce se encuentran entre 1.0 y 6.2 m/s. Figura 31

Perfil Longitudinal de Velocidad en el Cauce

Nota: En los periodos de retorno bajos, los valores de velocidad tienden a ser menores en comparación con las

velocidades obtenidas para periodos de retorno altos de 50 y 100 años, indicando que las velocidades en el cauce

tienden a aumentar en la medida en que se aumenta el caudal. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. Contrato

UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.


Figura 32

Perfil Longitudinal del Número de Froude

Nota: Se muestra el perfil longitudinal del número de Froude en el cauce para cada periodo de retorno en cada

sección transversal, para la zona en estudio se estima un flujo de crítico a super crítico. Tomado de Informe Técnico

rio Guayuriba. Contrato UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.

3.2.7 Socavación General

“Para estimar la socavación general en un tramo recto del canal del río Guayuriba, se usa

el método de Lishtvan – Lebediev, el cual está basado en la condición de equilibrio entre la

velocidad media del flujo UR y la velocidad media máxima necesaria para no erosionar el

material del fondo, UE” (Fonseca, 2015).

Partiendo del estado de equilibrio donde UR=UE; este método asume que el área

aumenta con incrementos de la profundidad del cauce (por erosiones laterales o ampliaciones


5

del ancho considerado constante durante todo el paso de la creciente). Consecuentemente, la

velocidad media del flujo disminuye a medida que se profundiza el fondo. La velocidad media

real del flujo, UR, está dada por la ecuación

5

𝑈𝑅 = αdo3

𝑑𝑠 y α =

Qd (2)

μBe𝑑𝑚3

Donde do (m) es la profundidad del agua en una línea vertical dada; es igual a la

diferencia de niveles del agua (cuando se presenta el caudal de diseño) y del fondo inicial (antes

de socavación); dS (m) es la profundidad del agua cuando ha ocurrido la socavación. UR (m/s)

es la velocidad media en la vertical donde se mide do; Qd (m3/s) es el caudal de diseño; Be (m)

es el ancho efectivo de la superficie del cauce y μ (adimensional) es el coeficiente que toma en

cuenta las contracciones laterales del flujo por efecto de los obstáculos; μ = 1 en un tramo recto

sin obstáculos, pero en presencia de obstáculos el valor de

μ se obtiene así:

μ = 1 − 0,387𝑈

𝐿

(3)

Donde U (m/s) es la velocidad media del agua para la sección y L (m) es la distancia libre

entre obstáculos. “U=Qd/A” (m/s). La expresión dm (m) es la profundidad media para el caudal

de diseño; es decir, la diferencia de niveles entre la superficie de agua al pasar el caudal de

diseño y el fondo original. Se obtiene dividiendo el área hidráulica A entre el ancho efectivo del

canal, Be (m).

dm = A / Be (4)

La velocidad media erosiva del flujo, UE, se obtiene en función del diámetro de la

partícula característica del lecho (D84). Para obtener UR se establece como condición que los

caudales unitarios permanezcan constantes durante todo el proceso erosivo; es decir, el ancho

de la sección no varía y, por tanto, las reducciones de la velocidad se deben únicamente al

aumento del área por descenso del fondo.


Figura 33

Variables Para Cálculo de Socavación

Nota: Donde do (m) es la profundidad del agua en una línea vertical dada; dS (m) es la profundidad del agua cuando ha

ocurrido la socavación. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. Contrato UPTC-UPME. Tunja. Colombia.

2015.

Para suelos no cohesivos UE se obtiene con una de las siguientes ecuaciones:𝑈𝐸 =

0,68𝛽𝑑𝑚0,28𝑑𝑠𝑥 (5)

Si 0.00005 m ≤ D84 ≤ 0.0028 m:

(6)

Si 0.0028 m ≤ D84 ≤ 0.182 m:

(7) Si 0.182 m ≤ D84 ≤ 1.00 m:


(8)

β=0,8416+0,03342*lnT (9) Donde β coeficiente adimensional y válido para T (períodos retorno de 15 a 1500 años)

Ψ = 0,38 + (6,18*10-7) *ɣ2 (10)

Ψ=Peso específico del agua (Kgf/m3) y ɣ=peso específico seco Tabla 9

Estimación de la Socavación General

L A

Nota: Q. Prom: Caudal promedio; se presenta, en resumen, las profundidades máximas de socavación estimadas

para cada sección transversal cercana a nuestra zona de estudio, encontrando como máxima socavación 3,70 m con

un período de retorno de 2 años, en el PK 6+000 del río Guayuriba. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba.

Contrato UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.

s = ALTUR BSCISA

A DE SOCAVA

Q. PROM.

CIÓN (m)

2 AÑOS

5 AÑOS

10 AÑOS

25 AÑOS

50 AÑOS

100 AÑOS

1+000 1.08 2.36 2.46 2.50 2.21 1.99 1.85

5+000 0.24 1.26 1.42 1.39 1.45 1.37 1.47

6+000 1.06 3.70 3.10 1.80 1.61 1.27 1.36

7+000 1.04 0.99 1.09 1.10 1.09 0.00 0.00

9+000 0.49 0.64 0.77 0.78 0.86 0.90 0.93

10+000 1.01 0.00 0.03 0.08 0.10 0.12 0.16

11+000 1.18 2.43 2.53 2.53 1.17 0.89 0.73

11+500 0.00 0.91 1.09 0.66 2.00 2.08 2.49

12+000 0.58 0.82 1.03 1.14 0.00 0.00 0.00

14+000 0.40 1.08 1.21 0.93 0.78 1.14 1.18

15+000 0.45 0.59 0.90 0.00 1.31 0.00 0.00

18+000 1.07 0.49 0.74 0.00 0.00 0.00 0.00

19+000 1.40 1.73 1.81 0.00 0.00 0.00 0.00

1,40 3,70 3,10 2,53 2,21 2,08 2,49 máxima

(019+000) (006+000) (006+000) (011+000) (001+000) (011+500) (004+500)


3.2.8 Caudales de Sólidos

El volumen promedio de sólidos transportados es aproximadamente de 90.740.000

m3/año, que. No obstante, debe entenderse que el caudal promedio tiene una probabilidad de

ocurrencia del 50% en presentarse, existiendo la posibilidad de notarse caudales más altos o

más bajos que éste, en períodos de retorno de hasta 100 o 200 años.

Tabla 10

Caudales de Sólidos Promedio

PERÍODO DE RETORNO CAUDAL PROMEDIO

(m3/s)

CAUDAL PROMEDIO

(m3/día)

CAUDAL PROMEDIO

(m3/año)

Caudal promedio 2,9 248.602 90.739.795

2 años 15,1 1.304.636

5 años 18,1 1.566.007

10 años 16,3 1.412.260

25 años 22,0 1.899.646

50 años 27,0 2.336.735

100 años 25,5 2.199.839

Nota: Es importante tener en cuenta que este valor es una referencia a nivel general, que podría verificarse con

información de mayor detalle, con topo batimetrías del río que muestren temporalmente el comportamiento del lecho,

además es recomendable que, en el proceso de extracción de material del lecho, se tome un porcentaje del valor

estimado. Tomado de Informe Técnico rio Guayuriba. Contrato UPTC-UPME. Tunja. Colombia. 2015.

3.2.9 Interpretación de Numero de Froude y Número de Reynolds

El número de Froude “Fr”, se entiende como el cociente entre las fuerzas inerciales y las

fuerzas gravitatorias. De la ecuación (1) se deriva la definición del número de Froude,

representado en la ecuación (11).

𝐹𝑟 = 𝑉

√𝑔∗𝐷

(11)

Donde 𝐷 = 𝐴

𝐵

y 𝐴 =

𝑄

𝑉

A=Área de la sección transversal del flujo


B=Ancho superior del flujo

Q=Caudal del flujo

Si Fr<1 se dice que el flujo es lento o sub crítico.

Si Fr=1 se dice que el flujo es crítico.

Si Fr>1 se dice que el flujo es rápido o súper crítico.

El régimen de flujo tiende a ser en general, subcrítico, con valores del número de Froude

inferiores a 1.0, aunque en pequeños tramos, el mismo tiende a ser supercrítico con valores del

número de Froude superior a 1.0 (PK 20+000).

El número de Reynolds es la relación entre las fuerzas inerciales y viscosas presentes

en un fluido. Éste relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en

una expresión adimensional. En la ecuación (12) se especifica el número de Reynolds Re.

𝑅𝑒 = (𝑉∗𝑅)

𝑢 (12)

Re= Número de Reynolds V= Velocidad promedio del flujo en la sección transversal

R=Radio hidráulico de la sección mojada. (Área de la sección / perímetro mojado)

ꭟ=Viscosidad cinemática del agua

Si Re < 1000 el flujo es laminar

Si 1000 > Re < 2000 el flujo está en un régimen de transición Si

Re > 2000 el flujo es turbulento

Tomando como velocidad promedio de flujo en la sección transversal V=3 m/s según la

modelación hidráulica; la viscosidad cinemática del agua a 24°C; ꭟ=0,914 X10-6 (m2/s) y para el

cálculo de R, se aproxima la sección transversal del sitio a evaluar como un rectángulo de 810

m de largo (Google Earth) por 3,7 m de profundidad (máxima socavación estimada), tenemos:


R = (810 m * 3,7 m)) / (810 m + 810 m + 3,7 m + 3,7 m); entonces R=1,84 m Re

= ((3 m/s) * (1,84 m) / 0,914 X10-6 (m2/s))

Re = 6044 lo cual indica un flujo turbulento.


4. Discusión de Resultados y Análisis de Alternativas

Con base en la evaluación realizada a las obras colapsadas, datos recopilados,

resultados obtenidos y cálculos elaborados, se realizó un análisis de posibles alternativas de

solución, para así poder recomendar una solución que ofrezca una mayor vida útil,

4.1 Alternativa 1, Reparar las Obras Afectadas Según Diseño Inicial

La primera alternativa analizada es la de reparar las obras afectadas y reconstruirlas

exactamente igual al diseño original descrito anteriormente.

Esta actividad consiste en retirar los elementos en concreto de los espigones 1, 2 y 3

fallados y evaluar su integridad, con el ánimo de reutilizar el mayor número posible de ellos,

además evaluar el estado de la cimentación y volver a elaborarla según diseño original.

Adicionalmente recalzar los gaviones socavados, reforzándolos con pilotes metálicos para

mitigar el riesgo de volcamiento.

4.1.1 Consideraciones Preliminares

Se revisan las variables hidráulicas, geomorfológicas, de pluviosidad y de disponibilidad

de recursos y maquinaria. Luego se procede a calcular las dimensiones de la estructura.

Para el cálculo de dimensiones de los espigones, se toman las recomendaciones

enunciadas en el documento de Gerardo Fracassi, elaborado en 2012 para la empresa

Maccaferri, titulado: “Obras de sistematización fluvial en torrentes y ríos con espigones. Manual

Técnico” y las consideraciones enunciadas anteriormente en cuanto a la geología, geomorfología

e hidráulica de la zona de estudio como se resume a continuación.

El ancho del cauce en la zona de estudio “B” es de 810 m (fuente Google Earth) y las

variables concernientes al régimen hidráulico, estudiadas anteriormente se resumen así:


Temporada de más alta pluviosidad: De abril a septiembre, donde se evidencian

valores arriba de 300 mm y hasta 450 mm. Significa esto que la temporada propicia para

intervenir será de octubre a marzo.

Flujo máximo de 1467 m3/s para 200 años respecto al período de retorno. En

general para este tipo de obras se utiliza un período de retorno de 100 años, para lo cual el

flujo sería de 1355 m3/s.

En este caso el FS (Factor de seguridad), resulta de dividir el flujo para 200 años entre el

flujo para 100 años respecto al período de retorno, así: FS=1467 m3/s / 1355 m3/s, donde FS=

1,08 bastante óptimo para el diseño.

La pendiente en la zona del piedemonte llanero, está identificada con valores

inferiores al 2%, cumpliendo así lo recomendado para el diseño óptimo de espigones.

El coeficiente de rugosidad de Manning oscila de 0,04 a 0,045. Las velocidades del caudal del río Guayuriba, oscilan entre 1 y 6,2 m/s. La socavación máxima se estimó en 3,7 m (Método Lishtvan Lebediev).

La cantidad de sólidos transportados es de 90.740.000 m3/año y de 25,5 m3/s

para un período de retorno de 100 años.

El flujo del río Guayuriba se enmarca como “Turbulento y rápido o super crítico”.

El tipo de material encontrado en los análisis de laboratorio, obedece a una

grava mal gradada, con arena, con un buen comportamiento ante la desintegración mecánica,

de alta permeabilidad debido a la presencia de macro poros.

Los materiales requeridos para construcción son de fácil consecución ya que el

sitio de estudio queda dentro de la cantera Gravicón y vecino a una cementera.

4.1.2 Memorias de Cálculo

1. Localización en planta de los espigones.

2. Forma del espigón: Se decide conservar la forma longitudinal en un solo ángulo.


3. Cantidad de espigones: Se definen 3 espigones longitudinales. 4. Sección transversal y longitudinal. Sección “C-C´” y sección “B-B´” 5. Ángulo de orientación respecto a la corriente “α”. El manual de Maccaferri

recomienda para tramos rectos ángulos ≤90°, por lo tanto, se define un ángulo de α =50° para

que guarden uniformidad con los espigones existentes aguas arriba, elaborados por la empresa

Gravicón.

6. Longitud de cada espigón “LT”. Según recomienda el manual de Maccaferri, se

debe cumplir lo siguiente: 0,03*B ≤ L ≤ 0,3*B y como B=810 m; la longitud “L” de los espigones

debe estar entre 24,3 y 243 m, lo cual se cumple ya que las longitudes se definieron en L1= 41

m; L2=36 m y L3=36 m; esto para guardar uniformidad con los espigones existentes aguas

arriba, elaborados por la empresa Gravicón.

7. Empotramiento en la orilla. Se definen 4 m, 2 m y 2 m respectivamente para los

espigones 1, 2 y 3.

8. Separación o espaciamiento entre espigones “Se”; según el manual técnico de

Maccaferri, se calcula de Se ≤ LT*cot β. Donde β1=11° y β2=9°

Entonces Se1 (teórico) ≤ 40,8 m *cot 11°=209,89 m y para Se2 (teórico) ≤ 34,84 m * cot

9°=219,98 m.

Se1 se definió en 36,52 m y Se2 se definió en 74,63 m; distancias que cumplen con la

condición de diseño y permiten básicamente la protección del derecho de vía del gasoducto,

cumpliendo además con las coordenadas descritas en el permiso de ocupación de cauce

emitido por Corporinoquia.

El manual Maccaferri, recomienda usar un ángulo β, entre 9° y 17°.

9. Tipo y dimensiones de la protección anti socavación: Se ejecuta un dentellón en

concreto ciclópeo de 2,60 m de ancho y 0,5 m de espesor a lo largo de toda la sección

longitudinal de cada espigón.


Esta es la principal variable a controlar, ya que define el fenómeno de erosión hídrica que

afecta las márgenes del río. La socavación máxima estimada fue de 3,7 metros.

La socavación se analizó teniendo en cuenta el método Listchvan – Lebediev por ser el

más completo, ya que tiene en cuenta la forma del cauce, textura del material de fondo y la

homogeneidad en la distribución del material.

10. Evaluación de la erosión al pie de los espigones: Finalmente el objetivo de este

estudio es controlar la erosión hídrica mediante la implementación de obras de mitigación.

Para elaborar esta evaluación se han tenido en cuenta tres métodos reconocidos tales

como: método Artamonov, método Listchvan-Lebediev y el método LUI. Para el análisis final se

ha tomado un promedio de los 3 métodos.

Por Artamonov: la socavación se muestra como “de” (m) que es la profundidad de la

corriente en el extremo de la estructura, y teniendo en cuenta los coeficientes Kα, Kk y Kq, también

la profundidad normal del flujo “da” (m) dentro de cauce, que es de 3 m.

de= Kα*Kk*Kq*da (13)

α=ángulo que forma el espigón con la margen del río. 50° para este caso.

k=cotθ siendo θ el ángulo del talud con la horizontal. 26° (Medio en sitio).

q=relación de Q1/Qd (Q1 es el caudal si no existiera espigón y Q es caudal del cauce) Los

coeficientes se obtienen de: Kα=0,782*e0,0028*α

Kk=1,028*e-0,24*k

Kq=4,429+1,063*ln(Q1/Q)

Entonces se tiene que de=0,855*da*(4,17+ln(Q1/Q))* e(0,0028*α-0,24k)

Como α=50°; Q=1467 m3/s; k=cot 26° k=2 da=3m v=6,2m/s

Q1=A*v donde A=B*do B=Ancho del río do=Altura normal del cauce

Q1=810m*3m*6,2m/s Q1=15066 m3/s

de = 0,855*3m*(4,17+ln (15066 m3/s /1467 m3/s))* e(0,0028*50-0,24*2


𝑌𝑛

Entonces de=4,35 m

Por Listchvan-Lebediev:

5 3

𝐻𝑠 = (𝛼 ∗ ) 𝑉𝑐𝐿

0,83 (14)

Hs=Profundidad de socavación (m)

VcL=velocidad media admisible sin que se produzca erosión (m/s); VcL=K*Vs

(Vs=Velocidad en superficie, que para gravas es de 2 m/s) y K=0,8 según “Chávez, Luis.

2014”; entonces VcL=0,8*2m/s VcL=1,6 m/s

Yn=altura normal del cauce (m), para este caso 3m

Como α = Qd

5 con μ=0,99 según ecuación 3; Be=769 m; dm=3,16 m; α=0,26

μBe𝑑𝑚3

Entonces Hs=1,10 m

Por LUI:

𝐿 𝑌𝑠𝑡 = 2,5 ∗ 𝐹0,33 ∗ ( )0,4 (15)

𝑌𝑛

Yst= Profundidad de socavación (m)

F=Número Froude, 2,05 es el máximo calculado

L=Longitud del muro (m) de 41m para este caso

Yn=Profundidad normal del flujo (m) de 3m para este caso

Entonces Yst= 8,78 m

Promediando el cálculo de la erosión por estos tres métodos, tendremos que Hs=

(4,35+1,10+8,78)/3 Hs=4,74 m

11. Resistencia al volcamiento: Los espigones como elemento de contención ante el

empuje del agua, deben ofrecer una resistencia al volcamiento debido a la fuerza del agua. Se

evalúa la capacidad que puede ofrecer el espigón según su diseño.

En la norma NSR 10, se enuncia en la tabla H.6.9-1 los factores de seguridad indirectos mínimos

de resistencia al volcamiento debido a fuerzas externas. Se entiende entonces que el


“FS” (Factor de seguridad), se calcula como el cociente entre Momento resistente/Momento

actuante y debería ser ≥3.

Para la alternativa 1, tomando un valor aproximado de peso unitario del concreto de 23,6

KN/m3 y el volumen de cada paralelepípedo de concreto, es de 1,28 m3

(0,8m*1m*1,6m),

entonces podemos decir que en una longitud de 1,6m de espigón, según la configuración del

diseño, se cuenta con 4 paralelepípedos de concreto (según ilustración 3); y además una

cimentación en concreto de dimensiones (0,5m*2,6m*1,6m)=7,2 m3.

Se calcula el peso del elemento en concreto (We), conformado por 4 paralelepípedos

más la cimentación de espigón a lo largo de 1,6 m, y tenemos que: We=((1,6m*1m*0,8m) *4)

+(2,6m*0,5m*1,6m) *23,6 KN/m3 =7,2m3*23,6 KN/m3. Donde We=191,52 KN

Ahora para hallar el Momento resistente Mr=We*d siendo d la distancia d=2,6m (ancho

del cimiento), por tanto, Mr=191,52 KN*2,6m; Mr=497,95 KN*m

Para calcular la fuerza que ejerce el agua sobre el elemento de concreto tenemos que:

Fh=1/2*(ρ*g*B*H2) “Fuerza que ejerce un fluido”

Fh=Fuerza del agua (KN)

ρ =densidad del agua (1.000kg/m3)

g=Gravedad (9,81m/s2)

B=Ancho de estudio (1,6m)

H=Profundidad (3m)

Tenemos que Fh=96,14 KN. Calculando el momento actuante Ma=Fh*d

Ma=96,14KN*2,6m tenemos que Ma=249,96KN*m y entonces el FS=Mr/Ma

FS=(497,95KN*m/249,96KN*m) FS=1,99

12. Relación de costos de obras: Se ha realizado la estimación de cantidades de

obra, valorizándolas según se ha encontrado en análisis de precios unitarios comerciales de la

industria del petróleo y gas, según tabla 11.


Tabla 11

Costos Alternativa 1

CANTIDADES DE OBRA CRUCE GUAYURIBA

ALTERNATIVA 1

DESCRIPCIÓN DEL ÍTEM UN VALOR UNITARIO CANTIDAD VALOR

Movilización y desmovilización UN $ 7.203.254 1,00 $ 7.203.253,76

Rocería y limpieza m2 $ 5.348 445,00 $ 2.379.751,53

Manejo de aguas mayor UN $ 28.002.570 1,00 $ 28.002.569,66

Excavación con maquinaria m3 $ 49.944 339,00 $ 16.930.882,58

Relleno compactado con material de préstamo lateral m3 $ 45.503 1419,00 $ 64.569.193,59

Hincado de pilotes en tubería de 6" m $ 352.281 150,00 $ 52.842.119,30

Estructura complemento hincado de pilotes m $ 470.564 13,00 $ 6.117.325,91

Demolición de concreto m3 $ 318.197 200,00 $ 63.639.302,72

Concreto ciclópeo m3 $ 695.360 146,90 $ 102.148.373,30

Concreto simple 3000 psi m3 $ 1.110.640 38,00 $ 42.204.316,19

SUBTOTAL COSTOS DIRECTOS $ 386.037.088,55

Administración [20%] $ 77.207.417,71

Utilidades [5%]

$ 19.301.854,43

Subtotal antes de IVA

$ 482.546.360,68

IVA [19%]

$ 3.667.352,34

TOTAL $ 486.213.713,03

Nota: Tomado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.

Las especificaciones técnicas de estos ítems se han elaborado con base en la

experiencia que tienen los autores participando en contratos de obras de geotecnia.

Movilización y desmovilización: Se refiere al transporte de personal, equipos,

herramientas y servicios que se requieran para la ejecución de todas las actividades, desde la

fuente primaria y/o sus áreas de influencia de cualquier orden ya sea ambiental, social, técnico,

administrativo. Como desmovilización se considera todas las operaciones necesarias para

retirar del frente de trabajo, el personal, equipo, instalación de zona de almacenamiento,


herramientas, materiales sobrantes y residuos requeridos durante la construcción. El transporte

de los materiales está incluido en los precios unitarios.

Roceria y limpieza: Comprende la remoción de la vegetación, de arbustos y

rastrojo, la extracción de raíces y de otros materiales que interfieran con la construcción de la

obra y que se juzgue conveniente remover, en las áreas de construcción de las obras. No se

deben remover arbustos o árboles que no interfieran para la construcción de la obra. Se deberá

trasplantar y cuidar los árboles que se indiquen antes de iniciar dicho trabajo o efectuar la

reposición necesaria y cumpliendo las normas de la entidad ambiental regulatoria.

Bajo ninguna circunstancia se permitirá la colocación del material en sitios donde

interfiera con el drenaje de aguas superficiales o subterráneas. Se podrá realizar esta actividad

con equipos y herramientas menores o con maquinaria de acuerdo con el tamaño y la

disponibilidad que se tenga. Los tocones de árboles cortados y las raíces profundas que

interfieran con las obras deberán ser removidos en su totalidad.

Realizar la protección de árboles previo la obtención del permiso ambiental, estructuras,

redes o instalaciones por fuera de los límites del proyecto. Cualquier daño debe ser reparado,

dejándolo en las mismas condiciones originales. Los desechos de plantas, arbustos y árboles

deben ser tratados de acuerdo con las instrucciones que para este efecto establezca el plan de

manejo ambiental, dicten las normas de la entidad ambiental que regula este aspecto.

Manejo de aguas mayor: Se utiliza en cuerpos de agua que presentan un ancho

de cauce mayor a 30 m. Para realizar la actividad se requiere maquinaria pesada. Incluye el

suministro de la totalidad de los materiales, sistemas de control de sedimentación, equipos de

bombeo, mano de obra, herramientas, transportes, adecuaciones previas y posteriores del

terreno, movimiento de tierras, excavaciones, rellenos, disposición de residuos, gestión de

permisos ambientales y permisos de ingreso a los terrenos, indemnizaciones por daños

causados a terceros y dirección técnica.


Excavación con maquinaria: Consiste en el suministro y transporte de los

equipos para las actividades de excavación con maquinaria, conforme lo establezcan los

planos del proyecto. Se realizarán excavaciones con mayor rendimiento que sirven para

cimentación de muros de contención, estructuras, canales, zanjas para filtros y alcantarillados.

Este trabajo consiste en el suministro y transporte de los equipos para las actividades de

excavación con maquinaria. Los equipos a utilizar pueden ser: buldócer, retro excavadora,

cargador y volquetas.

Para el recibo de los trabajos se hará la verificación del estado mecánico y

funcionamiento del equipo empleado por el constructor para la ejecución de los trabajos; tomar

todas las medidas necesarias para proteger las superficies excavadas para evitar daños.

Cualquier daño ocasionado a estructuras aledañas al trabajo, debido a las excavaciones

realizadas deberá ser reparado en el menor tiempo posible. Para la maquinaria se requiere el

certificado preoperacional y el certificado del operador.

Las excavaciones realizadas deben corresponder con los alineamientos perfiles y sección

de las áreas excavadas, debidamente protegidas (entibados) y el material de excavación será

acopiado en la forma establecida en los procedimientos y las especificaciones.

Relleno compactado con material de préstamo lateral: Consiste en el transporte,

suministro, manejo y construcción de relleno compactado con material seleccionado de la zona,

producto de las excavaciones o de préstamo lateral, conforme lo establezcan los planos del

proyecto. Comprende la preparación del terreno, esparcida del material en capas uniformes

entremezclándolo para obtener una adecuada distribución de tamaños, retiro de los sobre

tamaños o materiales desechables y material o suelo orgánico, control de la humedad del

material y compactación de las capas cada 15 cm. Se utilizarán materiales escogidos de los

producidos en las excavaciones localizadas según los planos de diseño y con los respectivos

permisos escritos por parte del dueño del predio afectado; los rellenos materia de


esta sección deberán ser homogéneos, libres de raíces, troncos, piedras de tamaño superior a

las 2 pulgadas y cualquier otro elemento objetable.

El terreno que sirva de base a los rellenos deberá estar totalmente libre de vegetación,

tierra orgánica, materiales de desecho de construcción y otros materiales objetables. Las

herramientas utilizadas para la compactación manual son: palas, picas, pisón metálico,

carretillas, etc. Dentro de este ítem puede contemplarse el uso de compactadoras mecánicas

como ranas, canguros o benitines (combustible diésel). Se excluye el uso de cilindros, pate

cabras o vibro compactadores de más de 500 kg de peso. Estos equipos deben presentar pre

operacional y la aprobación del operador.

El relleno se colocará por capas de un espesor suelto no mayor de 15 cm. Cada capa

deberá compactarse cuidadosamente con pisón, y/o compactador mecánico; el material deberá

tener la humedad necesaria, antes de la compactación para que ésta sea la indicada de

acuerdo con los ensayos de laboratorio; así mismo deberá tratarse en tal forma que se asegure

un contenido de humedad uniforme en toda la capa.

Para estos materiales de rellenos típicos de la región, se trabajará con un factor de

compactación de 1,4 así, por cada metro cúbico compactado en obra, se deberá traer 1,4 m3

de material suelto. Se deben realizar ensayos o pruebas de laboratorio como densidades o

Proctor modificado con una densidad al 90% con el objeto de verificar la compactación del

suelo, para rellenos de cantidades superiores a 20 m3; se realizará por cada tres capas de 15

cm cada capa en dicho volumen.

Hincado de pilotes: Consiste en el hincado manual de tubería metálica en acero

al carbono SCH 40, diámetro 6”, por medio de golpes con martillos diseñados para tal fin o

pre-excavado con herramientas manuales, tales como palas picas o tornillos helicoidales hasta

8m de profundidad, los cuales deben arriostrarse máximo cada 2m. Como complemento al

hincado se instalará la estructura complementaria, que ayudará a contener el geo material y


transmitirá los esfuerzos a los pilotes. Se deben utilizar herramientas manuales, tales como

palas, picas, almádanas, hoyadoras y dependiendo de la profundidad del pilote se debe utilizar

martillos accionados manualmente con pesas de 50 o 100 kg o tornillos helicoidales. En los

casos donde sea necesario se requerirá la utilización de equipos neumáticos, hidráulicos o

retroexcavadora.

El hincado por golpe consiste en la ubicación del pilote, construcción del prehueco de

acuerdo al diámetro del pilote, izaje del pilote manual o con ayuda de retroexcavadora

dependiendo de la longitud del pilote, golpe por intermedio de martillo manual o almádena

manual, se deben considerar el armado de andamios para la instalación de pilote. Deben ir

separados máximo 2,00 m a los cuales se les debe construir en el extremo punta de lápiz;

deben ser arriostrados en la parte superior, con tres hileras, con tubería SCH 40 de diámetro 4”,

distanciados 1,00 m.

Estructura complementaria al hincado de pilotes: Corresponde al elemento de

contención o confinamiento que complementa los pilotes hincados; se utiliza tubería metálica

en acero al carbono de 4” SCH 40 y los materiales de anclaje necesarios para su estabilidad,

mano de obra, equipos para izaje e hincado, herramientas, transportes, adecuaciones previas y

posteriores del terreno, movimiento de tierras, excavaciones y rellenos. Los pilotes deben ser

arriostrados en la parte superior, con tres hileras de tubería SCH 40 de diámetro 4”

distanciados 1,00 m.

Se debe instalar Malla eslabonada calibre 12 abertura de 8x10 cm galvanizada y

reforzada con varilla de 60.000 psi de diámetro 3/8” en cruz; obre la malla se debe instalar

biomanto o tela de fique con resistencia a la tensión mínima de 21 KN/m y elongación máxima

del 21%. En la parte inferior se instala una barrera en sacos de suelo cemento relación 6:1, de

1,00 m de altura.


Demolición de concreto: Este trabajo consiste en la demolición total o parcial de

estructuras de concreto existentes en las zonas que se indique, y la remoción, cargue,

transporte, descargue y disposición final de los materiales provenientes de la demolición en las

áreas aprobadas; os materiales provenientes de la demolición que, a juicio del Interventor sean

aptos para rellenar y emparejar la zona de demolición u otras zonas del proyecto, se deberán

utilizar para este fin.

Todos los materiales demolidos que sean utilizables, necesarios para adelantar otras

obras, deben almacenarse para su uso posterior en sitios accesibles y de manera aceptable; los

materiales que no sean utilizables se deben cargar y depositar en el botadero asignado. Bajo

ninguna circunstancia se permitirá la colocación del material demolido en sitios donde interfiera

con el drenaje de aguas superficiales o subterráneas.

Concreto ciclópeo: Es utilizado en la construcción de obras monolíticas en las

cuales se necesita una buena resistencia y un bajo precio del concreto para lo cual se agrega

piedras en la construcción de la estructura, tales como muros o rellenos. Los materiales para

la preparación del concreto deberán ser agregados lavados, libres de materia orgánica y

deberán cumplir con la granulometría requerida para la fabricación de concreto simple de

3.00 psi; el tamaño de la piedra deberá ser entre 3” y 5”, utilizando agua limpia y equipos

mecánicos como mezcladora diésel, vibrador de concreto, formaleta metálica o de madera y

herramientas manuales como pala, pica, baldes y canecas.

Se selecciona el material para la elaboración de la mezcla como arena gruesa de río o

peña, gravas de diámetro no mayor de ¾” en lo posible no redondas sino de caras fracturadas y

agua potable o al menos sin contenido de materia orgánica o limos (barro). Se prepara el

concreto simple de 3.000 psi mezclando las partes en las proporciones adecuadas para obtener

la resistencia requerida, en la cantidad suficiente para cubrir un volumen igual al 60%


del volumen total de concreto ciclópeo, la cantidad de piedra necesaria deberá ser el 40%

restante del volumen a fundir.

Concreto simple de 3.000 PSI: Es utilizado en la construcción de obras

monolíticas en las cuales se necesita una buena resistencia para la construcción de estructuras

que trabajan a compresión. Incluye suministro de materiales, dosificación, elaboración de

formaletas, preparación, transporte, colocación, fraguado, vibración, curado, terminado y

reparación de los hormigones o concretos conforme a las resistencias, alineamientos,

dimensiones y detalles indicados en los diseños. Esta especificación se refiere al suministro,

almacenamiento de materiales, dosificación, elaboración de formaletas, preparación,

transporte, colocación, fraguado, vibración, curado, terminado y reparación de los hormigones o

concretos conforme a las resistencias, alineamientos, dimensiones y detalles indicados en los

diseños; se deben tener en cuenta las siguientes referencias: norma ICONTEC-2000, hormigón

reforzado, norma ICONTEC-129, 174, 385 agregados pétreos y norma ICONTEC-1920 acero

Estructural.

Se debe diseñar las mezclas con 10 días de anticipación al primer vaciado y

presentarlas para su aprobación junto con todos los materiales utilizados; de cada mezcla se

debe elaborar tres juegos de tres cilindros de concreto para ser ensayados en series de tres a

los 7, 14, 28 y 56 días, respectivamente.

El diseño de las distintas mezclas se basa en la obtención de un material pastoso,

maleable y con un contenido de agua que genere un "asentamiento" del concreto (slump) entre

2,5 y 12,7 cm. (1" a 5") medido según el proceso de la designación C-143 de la ASTM o 346 de

ICONTEC. Las formaletas deben construirse lo suficientemente ajustadas para evitar toda

pérdida de mezcla a través de las mismas.

Acero de refuerzo: Consiste en el suministro, transporte, almacenamiento, corte,

doblamiento y colocación de las barras de acero dentro de las diferentes estructuras


permanentes de concreto, de acuerdo con los planos del proyecto. Al ser colocado en la obra y

antes de fundir el concreto, todo el acero de refuerzo deberá estar libre de polvo, óxido en

escamas, rebabas, pintura, aceite o cualquier otro material extraño que pueda afectar

adversamente la adherencia. Todo el mortero seco deberá ser quitado del acero.

El alambre usado para el amarre deberá tener un diámetro equivalente de 0.0625 o

0.00800 pulgadas (1,5875 o 2,032 mm), o calibre equivalente. No se permite soldadura de

intersecciones de las barras de refuerzo.

Figura 34

Diseño de Alternativa 1


Para los gaviones socavados, se incluye un recalce con concreto simple de

3.000 psi a lo largo de 25 metros con un espesor de aproximadamente 80 cm y una


profundidad promedio de 1,5 m como se puede evidenciar en la ilustración 19; además reforzar

con pilotes metálicos de 6” de diámetro Schedule 40 (acero al carbono) hincados a rechazo, el

cual se consigue en promedio a 6 metros de profundidad. Ver zona marcada con flecha amarilla

en la figura 34.

Figura 35

Recalce de Gaviones


4.2 Alternativa 2, Reparar las Obras Afectadas, Incluyendo Refuerzos con Pilotes

La segunda alternativa analizada es la de reparar las obras afectadas y reconstruirlas

exactamente igual al diseño original, pero además de estas actividades, se propuso reforzar los

espigones con el hincado de pilotes de acero al carbono de 6” de diámetro, Schedule 40;

separados entre sí un máximo de 2 metros e hincados a rechazo y a una altura tal que


alcanzará la cota más alta del espigón en su primer nivel. Zona marcada en amarillo en la figura

36.

Para el caso de los gaviones socavados, se plantea el mismo tratamiento contemplado

en la alternativa 1, con recalce en concreto simple de 3000 PSI y reforzados con pilotes en

acero al carbono SCH 40 de 6” hincados a rechazo.


Como se enunció anteriormente, se tienen en cuenta las consideraciones preliminares

descritas y resumidas en la tabla 12.

Tabla 12

Consideraciones Preliminares

PARÁMETRO VALOR

B= Ancho del cauce 810 m

Máximos de pluviosidad 300 a 450 mm (de abril a septiembre)

Flujo máximo Q máximo 1.467 m3/s

Flujo mínimo Q mínimo 180 m3/s (octubre a marzo)

Pendiente máxima 2% piedemonte

Coeficiente de rugosidad Manning de 0,04 a 0,045

Velocidades del caudal Oscilan entre 1 y 6,2 m/s

Socavación máxima 3,7 m

Sólidos transportados 90.740.000 m3/año // 25,5 m3/s para un período de retorno de 100 años

Tipo de flujo Turbulento y rápido o súper crítico

Tipo de material de arrastre

Grava mal gradada, buen comportamiento ante la desintegración mecánica, alta

permeabilidad por presencia de macro poros

Nota: Estos datos se tienen en cuenta para poder realizar cálculos de variables hidráulicas. 2020.


1. Localización en planta de los espigones. 2. Forma del espigón: Se decide conservar la forma longitudinal en un solo ángulo. 3. Cantidad de espigones: Se definen 3 espigones longitudinales.


4. Sección transversal y longitudinal. Sección “C-C´” y sección “B-B´”

5. Ángulo de orientación respecto a la corriente “α”. El manual de Maccaferri


que guarden uniformidad con los espigones existentes aguas arriba, elaborados por la empresa

Gravicón.



debe estar entre 24,3 y 243 m, lo cual se cumple ya que L1= 41 m; L2=36 m y L3=36 m; esto

para guardar uniformidad con los espigones existentes aguas arriba, elaborados por la empresa

Gravicón.


espigones 1, 2 y 3.

8. Separación o espaciamiento entre espigones “Se”; según el manual técnico, se

calcula de Se ≤ LT*cot β. Donde β1=11° y β2=9°

Entonces Se1 (teórico) ≤ 40,8 m * cot 11°=209,89 m Y para

Se2 (teórico) ≤ 34,84 m * cot 9°=219,98 m




emitido por Corporinoquia.

El manual de Maccaferri, recomienda usar un ángulo β, entre 9° y 17°.

9. Tipo y dimensiones de la protección anti socavación: Se ejecuta un dentellón en

concreto ciclópeo de 2,60 m de ancho y 0,5 m de espesor a lo largo de toda la sección

longitudinal de cada espigón.

La socavación máxima estimada fue de 3,7 metros, como se evidencia en la tabla 9.


La socavación se analizó teniendo en cuenta el método Listchvan – Lebediev por ser el




estudio es controlar la erosión hídrica mediante la implementación de obras de mitigación. Para

elaborar esta evaluación se han tenido en cuenta tres métodos reconocidos tales como: método

Artamonov, método Listchvan-Lebediev y el método LUI. Para el análisis final se ha tomado un

promedio de los 3 métodos.




Las variables analizadas y ecuaciones utilizadas son las mismas de la alternativa 1.

Entonces de=4,35 m Por Listchvan-Lebediev:


Entonces Hs=1,10 m

Por LUI:




(4,35+1,10+8,78)/3 Hs=4,74 m

11. Para el caso de los gaviones socavados, debido a la erosión hídrica, se plantea

el recalce de los mismos con concreto simple de 3.000 psi a lo largo de 25 metros con un

espesor de aproximadamente 80 cm y una profundidad promedio de 1,5 m, además de realizar

una reconformación del terreno que permita la sedimentación entre espigones.




evalúa la capacidad que puede ofrecer el espigón según su diseño. En la norma NSR 10, se

enuncia en la tabla H.6.9-1 los factores de seguridad indirectos mínimos de resistencia al

volcamiento debido a fuerzas externas. Se entiende entonces que el “FS” (Factor de seguridad),

se calcula como el cociente entre Momento resistente/Momento actuante y debería ser ≥3. Para

la alternativa 2, tomando un valor aproximado de peso unitario del concreto de 23,6 KN/m3 y el

volumen de cada paralelepípedo de concreto, es de 1,28 m3 (0,8m*1m*1,6m), entonces

podemos decir que en una longitud de 1,6 m de espigón, según la configuración del diseño, se

cuenta con 4 paralelepípedos de concreto (según ilustración 3); y además una cimentación en

concreto de dimensiones (0,5m*2,6m*1,6m)=7,2 m3.


más la cimentación de espigón a lo largo de 1,6 m más el peso de 2 pilotes de 6 metros con su

estructura complementaria (2,82 KN, según norma para tuberías de acero al carbono ASTM

A53/A106) y tenemos que:

We=2,82Kn+((1,6m*1m*0,8m)*4)+(2,6m*0,5m*1,6m))*23,6KN/m3

We=2,82KN+(7,2m3*23,6 KN/ m3), donde We=194,34 KN


del cimiento), por tanto, Mr=194,34KN*2,6m Mr=505,28KN*m

Para calcular la fuerza que ejerce el agua sobre el elemento de concreto tenemos que:

Fh=1/2*(ρ*g*B*H2) “Fuerza que ejerce un fluido” (KN)

ρ =densidad del agua (1.000kg/m3)



H=Profundidad (3m)


Tenemos que Fh=96,14 KN. Calculando el momento actuante Ma=Fh*d

Ma=96,14KN*2,6m tenemos que

Ma=249,96KN*m y entonces el FS=Mr/Ma

FS=(505,28KN*m/249,96KN*m) FS=2,02


obra, valorizándolas como se puede observar en la tabla 13.

Tabla 13



ALTERNATIVA 2

DESCRIPCIÓN UN VALOR UNITARIO CANTIDAD VALOR












Administración [20%] $ 98.301.060,20

Utilidades [5%]

$ 24.575.265,05


$ 614.381.626,24

IVA [19%]

$ 4.669.300,36

TOTAL $ 619.050.926,60

Nota: Se valorizan los ítems de las especificaciones técnicas. 2020.


Figura 36

Diseño de Alternativa 2

Nota: Adaptado de Informe de Intervención de Obra río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.

4.3 Alternativa 3, Rediseñar los Espigones, Incluyendo Refuerzos con Pilotes

La tercera alternativa analizada es la que contempla retirar los dados en concreto de los

espigones 1, 2 y 3 fallados y evaluar su integridad, con el ánimo de reutilizar el mayor número

posible de ellos, además demoler la cimentación fallada y construir una nueva más robusta,

sabiendo que también falló.

Para el caso de los tres niveles de gaviones que evidencian proceso de socavación,

debido a la erosión hídrica, se plantea el recalce de los mismos utilizando la técnica de

aplicación de concreto ciclópeo, además de realizar una reconformación o perfilado del terreo en

la margen izquierda del río Guayuriba que permita la sedimentación entre espigones.


Además del recalce de gaviones, se propuso reforzar con hincado de pilotes de acero al

Carbono de 6” de diámetro, Schedule 40; separados entre sí un máximo de 2 metros e hincados

a rechazo y a una altura tal que alcancen la cota del primer nivel de gaviones.

Complementando, se propuso rediseñar los espigones incluyendo un doble ángulo en su

configuración en sentido favorable al cauce, también reforzar los espigones con el hincado de

pilotes de acero al carbono de 6” de diámetro, Schedule 40; separados entre sí un máximo de 2

metros e hincados a rechazo y a una altura tal que alcancen la cota más alta del espigón en su

primer nivel.

Los espigones en su nueva conformación, tendrán una longitud constante de 40,8 m,

para lo cual se requiera la construcción de 72 nuevos elementos de concreto (paralelepípedos).

Se mantienen los 50° en el ángulo de orientación que forman los espigones con la margen

del río, en longitud de 31,2 m; luego tomando en segundo ángulo de 135°, se extienden 9,6 m

extras de espigón logrando así el nuevo diseño en doble ángulo.


Se tienen en cuenta las consideraciones preliminares descritas anteriormente en este

documento y resumidas en la tabla 12.

Para el cálculo de dimensiones de los espigones, se toman las recomendaciones

enunciadas en el documento de Gerardo Fracassi, elaborado en 2012 para la empresa

Maccaferri, titulado: “Obras de sistematización fluvial en torrentes y ríos con espigones. Manual

Técnico” y las consideraciones enunciadas anteriormente en cuanto a la geología, geomorfología

e hidráulica de la zona de estudio como se observa en la tabla 12. “Consideraciones

preliminares”.

En la figura 37 presentada a continuación, se puede evidenciar un modelo esquemático del

diseño en doble ángulo y en sentido aguas abajo, de los nuevos espigones planteados en la

alternativa 3.


Figura 37

Detalle del Nuevo Diseño de Espigón

Nota: Se observa el nuevo diseño de espigones en doble ángulo. Nota: Adaptado de Informe de Intervención deObra

río Guayuriba de TGI. Bogotá. Colombia. 2019.


1. Localización en planta de los espigones.

2. Forma del espigón: Se decide ejecutar la elaboración de espigones en doble

ángulo.

3. Cantidad de espigones: Se define la ejecución de 3 o 4, según autoridad

ambiental.

4. Sección transversal y longitudinal. Sección “C-C´” y sección “B-B´”

5. Ángulo de orientación respecto a la corriente “α”. El manual de Maccaferri


que guarden uniformidad con los espigones existentes aguas arriba de la empresa Gravicón.




debe estar entre 24,3 y 243 m, lo cual se cumple ya que L1= L2 = L3 = 40,8 m; esto para

uniformidad con los espigones existentes aguas arriba de la empresa Gravicón.


espigones 1, 2 y 3, guardando la distancia de empotramiento de los espigones originales.

Figura 38

Diseño de Espigones, Alternativa 3



8. Tipo y dimensiones de la protección anti socavación: Se recomienda un

dentellón en concreto ciclópeo de 3,60 m de ancho y 0,8 m de espesor a lo largo de toda la

sección longitudinal de cada espigón, a lo largo de la zona lateral y frontal que resistirá el

choque del agua, se propone una profundidad de 2 m, con el ánimo de superar la profundidad

de socavación estimada.

La socavación se analizó teniendo en cuenta el método Listchvan Lebediev por ser el



9. Separación o espaciamiento entre espigones “Se”; según el manual técnico, se

calcula de Se ≤ LT*cot β. Donde β1=11° y β2=9°

Entonces Se1 (teórico) ≤ 40,8 m * cot 11°= 209,89 m y para Se2 (teórico) ≤ 40,8 m * cot 9°=

257,6 m.




emitido por Corporinoquia. El manual de Maccaferri, recomienda un ángulo β, entre 9° y 17°.


estudio es controlar la erosión hídrica mediante la implementación de obras de mitigación. Para

elaborar esta evaluación se han tenido en cuenta tres métodos reconocidos tales como: método

Artamonov, método Listchvan-Lebediev y el método LUI.

Para el análisis final se ha tomado un promedio de los 3 métodos.






Entonces de=4,35 m Por Listchvan-Lebediev:


Entonces Hs=1,10 m

Por LUI:




(4,35+1,10+8,78)/3 Hs=4,74 m

El dentellón diseñado en concreto ciclópeo para construir la cimentación de la alternativa

3 con espesor de 0,8 m y profundizado 2 m, finalmente sumado a los 3 m de profundidad normal

del cauce; estaría brindando una protección contra la erosión hídrica de 5,0 m, la cual supera los

4,74 m calculados teniendo en cuenta el promedio de los tres métodos estudiados; siendo así la

única alternativa que lo logra, ya que las alternativas 1 y 2 solo estarían logrando una

profundidad de protección contra la erosión de 3,5 m, que es menor que los 4,74 m calculados

en este estudio.

11. Para el caso de los gaviones socavados, debido a la erosión hídrica, se plantea

el recalce de los mismos con concreto simple de 3.000 psi a lo largo de 25 metros con un

espesor de aproximadamente 80 cm y una profundidad promedio de 1,5 m, además de realizar

una reconformación del terreno que permita la sedimentación entre espigones.



evalúa la capacidad que puede ofrecer el espigón según su diseño.

En la norma NSR 10, se enuncia en la tabla H.6.9-1 los factores de seguridad indirectos

mínimos de resistencia al volcamiento debido a fuerzas externas. Se entiende entonces que el


“FS” (Factor de seguridad), se calcula como el cociente entre Momento resistente/Momento

actuante y debería ser ≥3.

Para la alternativa 3, tomando un valor aproximado de peso unitario del concreto de 23,6

KN/m3 y el volumen de cada paralelepípedo de concreto, es de 1,28 m3

(0,8m*1m*1,6m),

entonces podemos decir que, en una longitud de 1,6m de espigón, según la configuración del

diseño, se cuenta con 4 paralelepípedos de concreto (según ilustración 13); y además una

cimentación en concreto de dimensiones (2,0m*3,6m*1,6m) =11,52 m3.


más la cimentación de espigón a lo largo de 1,6 m más el peso de 2 pilotes de 6 metros con su

estructura complementaria (2,82KN, según norma para tuberías de acero al carbono ASTM

A53/A106) y tenemos que:

We=2,82Kn+((1,6m*1m*0,8m) *4) +(3,6m*2,0m*1,6m))*23,6KN/m3

We=2,82KN+(7,2m3*23,6 KN/ m3), donde We=395,52 KN


del cimiento) por tanto, Mr=395,52KN*3,6m Mr=1.423,88KN*m

Para calcular la fuerza que ejerce el agua sobre el elemento de concreto tenemos que tener

en cuenta las siguientes variables:

Fh=1/2*(ρ*g*B*H2) “Fuerza que ejerce un fluido” (KN) ρ

=densidad del agua (1.000kg/m3)



H=Profundidad (3m)

Tenemos que Fh=96,14 KN.

Calculando el momento actuante Ma=Fh*d


Ma=96,14KN*3,6m tenemos que Ma=346,10KN*m y entonces el FS=Mr/Ma

FS=(1423,88KN*m/346,10KN*m)

FS=4,11

La alternativa 3 estaría cumpliendo lo requerido por la norma NSR10 en la tabla H.6.9-1

donde se observan los factores de seguridad indirectos mínimos de resistencia al volcamiento

debido a fuerzas externas.

El “FS” (Factor de seguridad), calculado como el cociente entre el Momento

resistente/Momento actuante debe ser ≥3, ya que está arrojando un valor de 4,11 en la

alternativa 3; ofreciendo así una mayor mitigación al riesgo de volcamiento, y comparado con las

alternativas 1 y 2, las cuales arrojaron valores de 1,99 y de 2,02 respectivamente, sería la única

alternativa en cumplir este requerimiento.


obra, valorizándolas según se ha encontrado en análisis de precios unitarios comerciales de la

industria del petróleo y gas, según la tabla 14.

Para la alternativa 3 se incluye el ítem de acero de refuerzo, porque se requiere la

construcción de 72 nuevos paralelepípedos de concreto para lograr la dimensión del diseño

propuesto.

Las especificaciones técnicas de construcción para estos ítems, son las mismas

descritas para la alternativa 1, generadas por los autores según la experiencia en trabajos

similares al caso de estudio.

Según las alternativas analizadas, se identifica que la número 3 es la que implica una

mayor inversión inicial, lo cual podría entenderse como poco favorable a la hora de realizar una

evaluación comparativa de las diferentes alternativas propuestas, sin embargo, más adelante se

procederá a realizar una comparación utilizando la metodología de matriz multi variable, que tal

vez podría arrojar algún resultado interesante para esta alternativa 3.


Tabla 14



ALTERNATIVA 3

DESCRIPCIÓN UN VALOR UNITARIO CANTIDAD VALOR











Acero de refuerzo Kg $ 11.160 5200,00 $ 58.034.024,75


Administración [20%] $ 181.577.726,22

Utilidades [5%]

$ 45.394.431,56


$ 1.134.860.788,89

IVA [19%]

$ 8.624.942,00

TOTAL $ 1.143.485.730,88

Nota: Se valorizan los ítems de las especificaciones técnicas. 2020.

En la figura 40, se puede observar que para el diseño de la alternativa 3 se mantienen

algunos elementos del diseño original analizado en las tres alternativas, aunque se modifica la

forma de los espigones que ahora en doble ángulo se espera favorezcan la sedimentación y con

la nueva cimentación propuesta, se espera también mitigar el riesgo al volcamiento y la erosión

hídrica en las márgenes del rio. Se propone esta alternativa con base en historias de éxito

analizadas en situaciones similares a la presentada por la erosión hídrica a lo largo de la

margen izquierda del río Guayuriba.


Figura 39

Proceso Constructivo Alternativa 3


Figura 40

Esquema de la Propuesta de Obras Complementarias y de Reparación



4.4 Revisión de Alternativas

Para definir cuál de las tres alternativas se podría ejecutar, se realizó un taller de revisión

de alternativas, en el cual participaron profesionales geotecnistas de la compañía TGI

S.A. ESP, profesionales geotecnistas de la empresa contratista ejecutora de las obras y el ing.

Alvaro Fuentes, coautor de este trabajo de investigación.

En el mencionado taller se definió que la tercera alternativa propuesta sería la más

adecuada, dadas las circunstancias que se evidenciaron durante la revisión de las obras

colapsadas.

4.4.1 Matriz de Selección de Alternativas

El método utilizado para elegir la alternativa que ofrezca la mejor relación costo-

beneficio, es el denominado análisis multicriterio, asignando puntuaciones numéricas

ponderadas en la matriz de selección de alternativas, como se observa en la tabla 15.

Se analiza el aspecto técnico, ponderándolo con el 50% de calificación; el cual estudia

las variables del régimen hidráulico obtenidas para el río Guayuriba específicamente en la

erosión producida por la socavación; que contienen datos de caudal, ángulo de orientación del

espigón, ancho del río, velocidad media admisible sin que se produzca erosión, altura del cauce,

longitud del espigón, profundidad normal de flujo y número de Froude; así como volumen del

espolón, dimensiones de la cimentación y peso del espigón; contenidas en el cálculo de la

resistencia al volcamiento.

También se analizaron los aspectos financiero, ambiental y social, con ponderaciones

del 30%, 10% y 10% respectivamente, para cada una de las tres alternativas analizadas,

encontrando resultados bastante variados, pero que permitieron facilitar la toma de decisiones

con respecto a alternativa más favorable para la ejecución de las obras.

Este método de análisis de criterios multivariable, es ampliamente usado en la industria

del petróleo y gas, para el desarrollo de todo tipo de proyectos.


Tabla 15

Análisis Multicriterio de Alternativas

PARÁMETRO ASPECTO ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2 ALTERNATIVA 3

Resistencia al volcamiento Resultado=1,99 Resultado=2,02 Resultado=4,11

FS mínimo requerido=3 Calificación=2 Calificación=3 Calificación=5

TÉCNICO Resultado=3,50m Resultado=3,50m Resultado=5,00m 50% Mínima de cimentación=4,74m Calificación=3 Calificación=3 Calificación=5

Sub total técnico 5 (50%) 6 (50%) 10 (50%)

Resultado=5 Resultado=4 Resultado=1

Inversión inicial

$486.213.713,03 $619.050926,50 $1.143.485.730,88

Calificación=5 Calificación=4 Calificación=1 FINANCIERO Resultado= Resultado= Resultado= 30%

VPN (A 10 años) -$2.069.464.349 -$ 978.470.141,54 -$ 169.990.872,19

Calificación=3 Calificación=4 Calificación=5

Sub total financiero 8 (30%) 8 (30%) 6 (30%)

Resultado=11 Resultado=6 Resultado=2 AMBIENTAL

Viabilidad ambiental a 10 años intervenciones intervenciones intervenciones 10%

3 (10%) 4 (10%) 5 (10%)

Resultado=11 Resultado=6 Resultado=2 SOCIAL

Viabilidad social intervenciones intervenciones intervenciones 10%

5 (10%) 4 (10%) 3 (10%)

TOTAL, PONDERADO GLOBAL 5,7 6,2 7,6

Nota: VPN: Valor presente neto.

La calificación de cada parámetro se definió de la siguiente manera:

Resistencia al volcamiento: Por norma y según los resultados obtenidos, debería

cumplirse un “FS” factor de seguridad de mínimo 3, entonces:

Con FS entre 0 y 1, obtiene una calificación de 1 Con FS mayores a y 1, pero menores que 2 obtiene una calificación de 2 Con FS

mayores a y 2, pero menores que 3 obtiene una calificación de 3 Con FS mayores

a y 3, pero menores que 4 obtiene una calificación de 4


Con FS mayores a y 4, obtiene una calificación de 5

Protección contra la erosión: Se busca con el mejor diseño poder proteger la

margen izquierda del río Guayuriba contra la erosión hídrica, es por eso que se busca poder

cimentar como mínimo a 4,74 m de profundidad, para lo cual se tiene que:

Profundidad de cimentación entre 0 y 1m obtiene calificación de 1

Profundidad de cimentación mayor a 1 m, pero menor que 2m, obtiene calificación de 2

Profundidad de cimentación mayor a 2 m, pero menor que 4m, obtiene calificación de 3

Profundidad de cimentación mayor a 4 m, pero menor que 4,74 m obtiene calificación 4

Profundidad de cimentación mayor a 4,74 m, obtiene calificación de 5

Inversión inicial: El presupuesto destinado a mantenimiento de obras de

protección geotécnica debe ser muy bien administrado y reflejar una excelente relación

costo/beneficio en la mitigación de riesgos, vulnerabilidad y amenaza. Se califica así:

Menores a $500 millones, obtiene calificación de 5 Entre

$500 y $700 millones, obtiene calificación de 4 Entre $700 y

$800 millones, obtiene calificación de 3 Entre $800 y $850

millones, obtiene calificación de 2 Mayores a $850 millones,

obtiene calificación de 1

VPN (Valor presente neto): La inversión inicial es un importante factor para toma

de decisión gerencial en pro de autorizar recursos para ejecución de obras, sin embargo, si se

analiza la vida útil de las obras respecto de la inversión, debemos introducir el concepto de VPN

(valor presente neto), el cual se entiende como la mejor métrica para evaluar inversiones en el

tiempo.

Para el caso de estudio se ha tomado un período de 10 años, porque es la vida útil

esperada para la inversión ejecutada, indicando los rubros denominados ingresos y egresos,


entendiendo que este tipo de inversiones solo generan egresos, y los ingresos implícitamente se

ven inmersos en la no causación de recursos de forma periódica.

La tasa de descuento ha sido proporcionada por TGI S.A. ESP siendo de 11,5%. Tabla 16

Valor Presente Neto por Alternativas

VALOR PRESENTE NETO

VPN ALTERANTIVA 1 ALTERANTIVA 2 ALTERANTIVA 3

Tasa de descuento 11,50% 11,50% 11,50%

Inversión inicial -$ 486.213.713,03 -$ 619.050.926,60 -$ 1.143.485.730,88

PERÍODOS (AÑOS) FLUJOS (Ingresos-Egresos) FLUJOS (Ingresos-Egresos) FLUJOS (Ingresos-Egresos)

1 -$ 358.797.955,53 $ - $ -

2 -$ 358.797.955,53 -$ 358.797.955,53 $ -

3 -$ 358.797.955,53 $ - $ -

4 -$ 358.797.955,53 -$ 358.797.955,53 $ -

5 -$ 358.797.955,53 $ - $ -

6 -$ 358.797.955,53 -$ 358.797.955,53 $ -

7 -$ 358.797.955,53 $ - $ -

8 -$ 358.797.955,53 -$ 358.797.955,53 $ -

9 -$ 358.797.955,53 $ - $ -

10 -$ 358.797.955,53 -$ 358.797.955,53 -$ 504.863.851,40

VPN -$ 2.069.464.349,37 -$ 978.470.141,54 -$ 169.990.872,19

Nota: VPN: Valor presente neto.

La alternativa más cercana a cero, tendrá calificación= 5 La segunda alternativa más cercana a cero, tendrá calificación= 4 La

tercera alternativa más cercana a cero, tendrá calificación= 3

Viabilidad ambiental: Se plantea medir en este caso según el número de

intervenciones a realizar en el período de 10 años.

Entendiendo que ambientalmente es más amigable no intervenir o ejecutar el menor

número posible de intervenciones al cauce de un río.


La alternativa con menos intervenciones, tendrá calificación= 5 La segunda alternativa con menos intervenciones tendrá calificación= 4 La

tercera alternativa con menos intervenciones tendrá calificación= 3

Viabilidad social: Socialmente se espera poder apoyar en generación de

empleos directos (ingeniero residente, supervisor civil, supervisor SST, capataz y 12 obreros) e

indirectos (personal que presta servicios de transporte, hotel, lavado de ropa, alimentación,

papelería, ferretería y otros)

La alternativa que más genere empleo en los 10 años tendrá calificación= 5

La segunda alternativa que más genere empleo en los 10 años tendrá calificación= 4 La

tercera alternativa que más genere empleo en los 10 años tendrá calificación= 3 Es de

aclarar que cualquiera de estas alternativas puede generar socavación aguas

abajo de los espigones fabricados, por tanto, se recomienda seguir monitoreando y de ser

posible construir un mayor número de espigones. La empresa Gravicón, propietaria del título

minero de la cantera donde se ubica la zona de estudio, ha informado que tiene previsto

recuperar una mayor sección de la margen izquierda.

Los datos obtenidos del software de simulación se consideran aproximados y con

porcentaje de error, es por esto que se ha decidido tomar la alternativa que ofrece mejor

calificación técnica, pero además se recomienda seguir monitoreando el evento geotécnico,

para contar con datos más aproximados a la realidad que se observe en sitio.

4.4.2 Alternativa Elegida

Aunque evidentemente la alternativa 3, es la más costosa como inversión inicial, es

también la que ofrece una mayor vida útil y duradera (implica optimización de dinero en planes

de mantenimiento futuros), obtiene la más alta calificación posible en mitigación del riesgo al

volcamiento, y además la que proyecta una mayor cantidad de material sedimentado. Es

también la alternativa que ofrece mayor protección contra la erosión hídrica y su diseño de


cimentación es más apropiado. La alternativa 3 obtuvo una calificación ponderada de 7,8; la

alternativa 2 obtuvo una calificación ponderada de 6,2 y por último la alternativa 1 obtuvo una

calificación ponderada de 5,7.

Finalmente, la obra se llevó a cabo, reconstruyendo los cimientos en concreto ciclópeo de

0,8 m de espesor, asegurando una mayor profundidad de 2 m que garantice un mejor

comportamiento ante las crecientes del río Guayuriba y resistencia a la socavación. Esta

actividad de cimentación se logra ejecutar para los espigones 1 y 2, el 3 ha quedado pendiente.

Se esperaba reforzar el muro de gaviones existente, que presenta socavación a lo largo

de 25 metros; con pilotes de tubería en acero al carbono de 6”, hincados a rechazo; además de

recalzar los cimientos base del mismo, con concreto simple de 3000 PSI, sin embargo, la

creciente que se ha experimentado en el Rio Guayuriba durante los meses de mayo, junio y julio

de 2019, debido a las fuertes lluvias no han permitido la finalización de esta actividad. Los

pilotes de refuerzo que se instalaron en la zona de espigones 1 y 2, cuentan con arrostramientos

con tubería de acero al carbono en 4”, en doble hilera. El espaciamiento entre espigones no se

modificó debido a que el permiso de ocupación de cauce establece las coordenadas de

construcción. Se requiere prever futuros mantenimientos al gasoducto que impliquen el ingreso

de maquinaria, por lo tanto, no se pudo acortar la distancia entre los gaviones 2 y 3.


Conclusiones

Se ha estructurado un documento que describe un caso de estudio, en el cual el futuro

especialista en geotecnia ambiental puede evidenciar las afectaciones generadas por la erosión

hídrica y analizar las posibles soluciones, a partir de análisis hidráulicos, geológicos,

geomorfológicos y geotécnicos; apoyados en los registros fotogeológicos multitemporales

disponibles en Google Earth.

Los espigones siendo estructuras flexibles, fueron diseñados para proteger y estabilizar

las riberas de los ríos, esperando que se disminuya la velocidad del cauce y favorezca la

sedimentación con el ánimo de evitar la erosión lateral; minimizando la socavación.

Se analizan las alternativas propuestas, evaluando diferentes variables como: aspecto

ambiental, social, técnico y financiero, obteniendo la mejor propuesta con base en un diseño de

espigones en doble ángulo con cimentación más profunda que la socavación calculada y

soportado por pilotes hincados a rechazo, para prevenir el volcamiento.

Después de analizar las diferentes alternativas mediante parametrización multi variable,

se elige la alternativa número 3 como la más viable; ya que ofrece una mejor relación costo-

beneficio en comparación con las alternativas 1 y 2, las cuales obtuvieron menor calificación

global.


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ESTUDIO DEL PROCESO EROSIVO DEL RÍO GUAYURIBA

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