Manizales y Villamaría están ubicadas en una zona de alto riesgo sísmico y geotécnico, específicamente las laderas superiores que resultan inestables y aparecen afectadas con actividades antrópicas intensas. Este es el medio ambiente del trópico andino, donde el clima y la particular circunstancia de los suelos residuales le imponen condiciones a cualquier proyecto de desarrollo urbano, máxime si se trata de expandir el área de la ciudad a estos escenarios que deben mantenerse como zonas de interés ecológica vitales para el drenaje y el paisaje.

Sismos como el del Quindío 1999; lluvias torrenciales y prolongadas como las de marzo, junio y noviembre del año 2003; deslizamientos como el de la Sultana en el 2003 y el de La Carola en 1994; flujos como el de la quebrada Gallinazo afectando la planta de tratamiento de Gallinazo e inundaciones como la de la Quebrada Minitas en el Barrio La Toscana, ambos casos en el segundo quinquenio de los 80, son eventos que han dejado lecciones para la ciudad.

Este documento incorpora textos preparados por Gonzalo y Eugenio Duque para INGESAM Ltda., en el proyecto de Saneamiento Ambiental del Río Chinchiná, contratado por Aguas Manizales en 2006, y que se referencian en la bibliografía.

Manizales es una ciudad de laderas que, a diferencia de Medellín, ocupa el territorio de arriba hacia abajo y empieza a generar presión sobre los bosques andinos y drenajes de la vecindad. La densidad urbana en Manizales es el 55% de la densidad de Medellín; además el crecimiento demográfico permite estimar que la población de la ciudad crecerá cerca de un 15% en los próximos 30 años, lo que permite contemplar la posibilidad de acometer medidas oportunas para hacer viable ese crecimiento urbano moderado en las siguientes décadas, mediante la redensificación del área ya construida, y para restarle presión al medio ecosistémico y facilitar los procesos de estabilización del territorio ocupado.

A pesar de su crecimiento acelerado en los umbrales del siglo XX y a su protagonismo económico y político ocurrido en la década de 1920, el futuro de Manizales se perfilaba como el de una ciudad intermedia de pequeño tamaño, cuya dinámica quedará supeditada al proceso de conurbación del Eje Cafetero. El trazado urbano reticulado, la arquitectura del bahareque y las grandes empresas de arriería fueron los aspectos dominantes del modelado del suelo en las décadas de finales del S XIX y principios del S XX; luego con el café llega a la ciudad el impacto del ferrocarril y los cables aéreos, y al tiempo una apertura cultural que transforma la arquitectura en ecléctica y un nuevo trazo urbano curvilíneo ajustado a las curvas de nivel y contornos del relieve. En 1929 se construye la vía a occidente que cruzará el Río Cauca en el corregimiento de Arauca, para llegar a Anserma. Posiblemente de fecha no muy posterior a ese año sea la vía al Norte, puesto que en 1929 se construyó el Cable Aéreo Manizales - Aranzazu que funciona interrumpidamente por 14 años, lo que significa que esa ruta no debía existir para entonces, y que debe ser de fecha cercana a 1940. Después de la crisis de 1929, el protagonismo del transporte es el medio carretero que se despliega a las veredas y pequeños poblados de la geografía caldense; entonces Manizales aprende la construcción racional de llenos.

Fig. 1- Laderas de Manizales: sur de la ciudad en El Carmen (Izq), y norte de Manizales en la Olivares (Der).

La actual expansión urbana descontrolada de Manizales presionando las laderas a partir de 1970, es consecuencia de la revolución verde, que permitió transformar un país de prósperos campesinos propietarios, en un país urbano de asalariados e informales. Ya a partir de la década de 1970 aparecen los asentamientos que le dan a la estructura urbana que hasta entonces era la de una “cometa” cuya “cola” la conformaba la Avenida Santander, una configuración alargada con múltiples satélites periféricos constituidos en mayor medida por los barrios populares. La vía que sale de Villamaría a Rioclaro, utiliza la antigua banca del FF CC de Caldas construido entre 1924 y 1927. Fue en el año 1926 que esta vía llegó a Villamaría por la margen izquierda del río Chinchiná, y en 1959 que se levantan los rieles. Es evidente la necesidad de controlar mediante la planeación del territorio y la elaboración de planes maestros el uso adecuado del suelo y el agua, en Villamaría, para afianzar el buen comportamiento de las laderas.

GEOLOGÍA

Las unidades geológicas comprometidas en estas laderas, son de dos clases: unidades estratigráficas y cuerpos de rocas ígneas. Según Naranjo y Ríos, en su obra "La geología de Manizales y sus alrededores", estas son las unidades y cuerpos:

Fig. 2 a- Planta de la geología del entorno urbano de Manizales y Villamaría en la zona de estudio, con las Unidades geológicas así: Gabros de Chinchiná y Olivares en rojo fuerte (Kgch y Kgol); Complejo Cretácico Quebradagrande en verde (Kqd); Formación Manizales del Terciario superior en amarillo (Tsmz); Formación Quebradagrande del Terciario superior en rosado (Tscb); Cubierta piroclástica del Cuaternarias en gris (Qcp); Lavas basálticas del domo de Sancancio en rojo claro (Qdsc). En negro, además de la retícula urbana de Manizales y Villamaría, curvas de nivel, contornos y drenaje, los lineamientos estructurales ciertos (__) e inferidos (…). Fuente: Naranjo y Ríos. 1989.

Fig. 2 b- Perfil idealizado de la Geología de Manizales de occidente a oriente. En verde el basamento cretácico intruido por el domo Sancancio (rojo); más arriba, en amarillo la Formación Manizales y en rosado la Formación Casabianca que son del Terciario; y por último, en gris la cobertura de Cenizas Volcánicas más reciente y en blanco flujos de lodo cuaternarios. En azul se anuncia la presencia de una unidad del basamento metamórfico cristalino de la Cordillera Central de edad Paleozoica. Fuente: Naranjo y Ríos. 1989.

Complejo Quebradagrande.

Fig. 3 a- Complejo Quebradagrande en la entrada a Sinaí (Izq) y en La Sultana (Cen y Der).

El Complejo Quebradagrande es una unidad Cretácica constituida por dos miembros: uno volcánico y otro metasedimentario. El primero de lavas basálticas y el segundo –ver Fig.3 a- de areniscas líticas, brechas sedimentarias, conglomerados con clastos volcánicos, además cuarzo lechoso, fragmentos de anfibolitas, chert, lutitas, lentes de calizas y grauvacas; todo el paquete con fuerte buzamiento. Desde la óptica de la estabilidad es necesario subrayar la presencia en el segundo miembro, de rocas carbonosas altamente susceptibles a alteración, por meteorización. Es el caso de las inestabilidades en la Quiebra del Billar, la Siria, la Cárcava del Tablazo y el sector de Java, lugares afectados en principio por actividad tectónica.

Formación Manizales.

Fig. 3 b- Formación Manizales en la Panamericana (Izq y Cen) y en la banca del FFCC de Villamaría (Der).

Para Naranjo y Ríos esta Formación es del Terciario y su edad de 4 a 8 millones de años, ver Fig. 3 b. Suprayace a Quebradagrande y es a la vez suprayacida por la Formación Casabianca o por la secuencia volcaniclástico de Manizales. Está constituida por un conjunto de rocas sedimentarias vulcanogénicas con clastos del complejo volcánico Ruiz–Tolima. Los afloramientos de la Formación Manizales según Naranjo y Ríos, aparecen entre otros lugares, al occidente de Manizales, donde la unidad presenta un escarpe de falla de más de treinta metros de altura asociado con la Falla de Romeral, la misma que define el límite con rocas de ambiente oceánico.

Para Naranjo, en el escarpe de Chipre, La Formación Manizales se muestra con "conglomerados bloquesoportados, conglomerados lodosos matriz soportados, areniscas con estratificación cruzada de ángulo bajo, areniscas y conglomerados tobáceos. Los niveles conglomeráticos están mal seleccionados, pobremente sorteados y poseen fragmentos de filitas, pizarras, cuarzodioritas, andesitas basálticas, neiss biotíticos, andesitas y cuarzo lechoso". Esta Formación presenta bloques de centímetros hasta los primeros metros, de subangulares a subredondeadas y algo cementados en una matriz limosa de color café oscuro, Según el investigador, la potencia de la formación que exhibe 140 m en Chipre y 80 m en el río Chinchiná, alcanza un promedio de 260 m.

Formación Casabianca.

Fig. 3 c- Formación Casabianca: en La Autónoma (Izq), en Villa Carmenza (Der) y en San Rafael (Der).

Esta segunda unidad conglomerática del Terciario Superior, Fig.3 c, al igual que la anterior, con las Cenizas de cobertura constituye el supraterreno de Manizales. Espacialmente, reposa sobre la Formación Manizales o sobre el Complejo Quebradagrande. Es fácil su reconocimiento debido a su color rojizo característico y alto grado de meteorización. Para Naranjo y Ríos el espesor promedio de esta secuencia volcaniclástica en el área de Manizales es de 50 m y su estructura muestra flujos individuales cuyo espesor varía de 0,5 m hasta 15 m. Para Naranjo y Ríos los clastos de los flujos de escombros son fundamentalmente de andesitas, con un 65 - 80% de más de 2 cm de tamaño. La matriz de Casabianca es arcillolimosa y por lo tanto plástica e impermeable. Incluso ha podido formar suelos blancos altamente expansivos y fácilmente identificables (ver Fig.3c Der).

Lavas Basálticas.

A lo largo de la falla Manizales - Termales del Ruiz y de su fracturamiento asociado, afloran domos volcánicos cuaternarios que aparecen alineados. Entre estas construcciones merece mención la del Cerro Sancancio, por su valor estético y paisajístico. Se trata de un vulcanismo fisural con una edad cercana a los dos millones de años y donde la cota de Sancancio alcanza 2222 msnm.

Al examinar la altura de Sancancio sobrepasando los 200 m sobre el nivel de su base e igualando la del escarpe de Chipre, Fig. 6b, debe considerarse la posibilidad de que esa presión hidro-litostática, la misma que se requiere para extruir un cuerpo en estado viscoso o semisólido, es la requerida para el levantamiento del escarpe de Chipre. Las lavas de Sancancio son basálticas.

Piroclastos:

Estos materiales de la cobertura del territorio comprenden dos unidades cuaternarias de piroclastos: la más antigua, es una capa de tobas volcánicas afectadas por la última glaciación, que debido a procesos diagenéticos ha modificado sus rasgos estructurales y texturales. La segunda, son tefras donde alternan lapilli, arena volcánica y ceniza; permeables y que facilitan la infiltración, y que en su base encuentran a diferentes profundidades y como contraste de permeabilidad, la matriz arcillolimosa de Casabianca en el área de Manizales. La presencia de las tefras le da al relieve de las laderas no intervenidas y estables, una textura aterciopelada, ondulada y suave, la misma que se constituye en poderosa herramienta para la interpretación y diagnóstico de las zonas inestables, y por lo tanto para identificar procesos erosivos, movimientos en masa y actividad neotectónica. La pérdida de esa particular textura, sumada a la presencia de cicatrices de deslizamientos y cárcavas y surcos de erosión, permitirá establecer una variable denominada rugosidad en este estudio.

Fig. 3 d- Capas de cenizas volcánicas en sectores de la ciudad: en Sinai (Izq), en La Enea (Cen) y en Colseguros (Der).

Al observar las tefras en la imagen del centro de la Fig 3 d, el lapilli y la arena que se observan son capas no plásticas que no presentan capilaridad; esto afecta no solamente la estabilidad del suelo sino también la calidad del suelo como recurso agrícola. El lapilli remoldeado pierde la sinterización intergranular y la capa pierde toda su integridad.

Gabros de Chinchiná.

Los gabros de Chinchiná, rocas básicas plutónicas que afloran en la ladera del canal de la Planta Municipal aguas abajo de La Uribe, aflorando como plutón asociado a Quebradagrande en El Tablazo, El Rosario, La Floresta y Tejares.

Otros gabros afloran en el lecho de la quebrada Olivares y en las paredes de los macizos, aguas abajo del viejo puente colgante.

TECTÓNICA

Es evidente el levantamiento compresivo que muestra la ciudad en el costado occidental y que se anuncia con el escarpe de Chipre. Los flujos de lodo que afloran en los taludes de San Jorge, La Autónoma, Olivares, La Avanzada, Chipre, La Francia, Santa Sofía, Villa Kempis, Estambul, Marmato y La Panamericana, anuncian el levantamiento del Centro de la ciudad y no el hundimiento de la Francia, en el Cuaternario. De ahí la presencia de los conglomerados, en los taludes y en sus coronas, de estos lugares. Es como si Manizales en el pasado reciente hubiera estado a nivel de Morrogacho y Villamaría, sin haber entrado el Cuaternario.

Fig. 4 - Las salientes de las laderas marcan un contraste de estabilidad. Sector de Olivares (Izq) y sector de La Uribe (Der).

Las zonas vecinas al fallamiento compresivo ofrecen problemas de inestabilidad, a causa de su intenso fracturamiento: esto en vecindades de los escarpes tectónicos como es el caso de la Uribe, Tejares y La Linda, resulta importante para valorar como deficiente la estabilidad de las laderas, y para entender la problemática a lo largo de las microcuencas de las quebradas El Mico y Marmato, que son la expresión de la falla Manizales-Aranzazu.

Para el sector occidental de la ciudad, hacia el Rosario, habrá que considerar como potenciales corredores de inestabilidad los lineamientos del Sistema de Fallas Romeral, a la luz de los trabajos de Naranjo & Ríos y de Hermelín & Velásquez.

Para el perímetro del área urbana de Manizales, los rasgos estructurales a utilizar serán fundamentalmente los identificados en la cartografía suministrada por Aguas de Manizales. De éstos, y como se ha señalado en el trabajo de los túneles de INGESAM señalado en la bibliografía, las fallas con actividad reciente, según estudios de neotectónica local y mediciones de radón, parecen ser Villamaría-Termales del Ruiz, Manizales-Aranzazu, Palogrande y San Esteban.

Debe recordarse el trabajo efectuado por investigadores del Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, quienes hallaron dos estados de esfuerzo regionales con actividad neotectónica: El asociado con estructuras norte - sur del Sistema de Fallas de Romeral (SFR) y el relacionado con el sistema de fallas transversales al SFR, representado en esta región por el Sistema de Fallas Villamaría-Termales.

Fig. 5- Lineamientos y fallas en Manizales (naranja).

Según lo anterior, las silletas de falla, escarpes de falla, y trazos de falla, que en este mismo orden de intensidad generan conflictos de estabilidad en sectores como La Uribe y La Linda para el primer caso ; el de Tejares, La Linda y La Francia para el segundo caso; y los de las quebradas Del Batallón, La Camelia, La Textil, La Marmato, La Uribe, la Del Mico, la de Castilla y Villajulia, además de la que controla la quebrada Olivares y el Río Chinchiná, para el tercero.

Hacia el sector del occidente, en Morrogacho, el Tablazo, El Rosario y La Linda, entran en juego los trazos de las fallas del Sistema de Fallas Romeral (SFR) que discurren de norte a sur, al occidente de la ciudad, entre Chipre y la Troncal de Occidente. Son ellos los que delimitan las unidades mayores que representan los dos miembros del Complejo Quebradagrande, el Metasedimentario y el Volcánico. El primero de estos trazos es el que explica el levantamiento del Alto Tablazo respecto al Bajo Tablazo y que pasa cercano al sector de ISA; el segundo, la falla que va por Aguabonita, entre Java y El Alto del Caballo; el tercero y el cuarto, los contactos que delimitan el cuerpo lábil de naturaleza ígnea básica, extruido en medio de metasedimentitas entre la Siria y La Violeta, e interpretado por Naranjo y Ríos como un graben, y cuyo trazo luego avanza hacia las quiebras del Billar y de Vélez apareciendo en ambos lugares como silleta de falla; finalmente la Falla Chinchiná cuyo trazo cruza por el puente de Cenicafé para avanzar hacia El Rosario.

MORFOLOGÍA Y GEOTECNIA

Las Formaciones Manizales y Casabianca asimilables a un Conjunto Conglomerático, y en especial la primera de ellas, le imprimen al paisaje de Manizales ciertas características.

El Conjunto Conglomerático se extiende como un depósito de gran potencia sobre una gran depresión con características de escalamiento tectónico, a modo de valle localizado donde el drenaje principal modifica su régimen torrencial en fluvial. De ahí que el conjunto sea un abanico aluvial, de características similares a los de Pereira y Armenia. El territorio urbano está tectonizado y levantado hacia el occidente.

Fig. 6 a- Modelo de estructural en la cuenca Norte o de la Olivares. Fuente: Eugenio Duque y Gonzalo Duque.

Fig. 6 b- Modelo estructural en la cuenca Sur o del Chinchiná. Fuente: Eugenio Duque y Gonzalo Duque.

Yendo de oriente a occidente, gradualmente va cambiando cada vez más, hacia formas verticalizadas en medio de un drenaje que se estrecha en medio de laderas en V con salientes visibles y cauces más entallados a medida que se incrementa el potencial gravitacional. Mientras descienden los cauces de la quebrada Olivares y el río Chinchiná el territorio urbano de Manizales no lo hace, y los de Chipre y Villa Kempis se levantan aún más.

Las cuestas elementales de Manizales pueden quedar ubicadas en laderas de cualquiera de las unidades geológicas señaladas:

• Las localizadas en la Formación Manizales más verticales a causa de la mayor competencia de la roca, rara vez presentan caída de bloques y en caso de lluvia intensa, deslizamiento traslacional o de tipo planar.
• Las asociadas a la Formación Casabianca, que están sobre la saliente del terreno (Fig. 4), los presentan con mayor frecuencia y del tipo rotacional, en especial cuando aparecen los suelos blancos o cuando se saturan las vaguadas más cóncavas en las dos direcciones, arriba de la saliente.

Las inestabilidades en el Complejo Quebradagrande surgen por el deterioro de las laderas a partir de afloramientos de naturaleza carbonosa o grafitosa ubicados en su base o en los niveles inferiores del basamento, cuando estos se saturan o cuando aparecen saturados y expuestos; además aparecen en las zonas de mayor fracturamiento tectónico de esa unidad litológica, identificable por su color negro, aspecto pizarroso y presencia de azufre.

Las Cenizas Volcánicas -tefras y tobas de la cobertura-, ofrecen estabilidad a las laderas, salvo cuando su basamento falla o cuando se les expone a factores de erosión por sobrepastoreo, caminos de arriería y entrega deficiente de aguas desde las vías o concentración de escorrentías. Estos fragmentos piroclásticos eruptivos que suavizan la topografía al depositarse en capas que siguen las irregularidades y ondulaciones del terreno, y le dan un especial aspecto aterciopelado cuando las laderas son pasturas, con las eventuales irregularidades, escarpes o rizos que muestren, sirven en el diagnóstico de las áreas erosionadas y las zonas inestables.

Para las conducciones viales, las capas de cenizas en laderas de fuerte pendiente son más delgadas y susceptibles a deslizamientos por lluvias, cuando ha avanzado el invierno.

La Formación Manizales, presenta zonas con distinta capacidad mecánica por variaciones de consolidación, alteración, naturaleza y fábrica textural de sus clastos. La cementación de la matriz, aunque más incipiente, suele añadirle propiedades casi impermeables al material. Esto unido al tectonismo local, explica las variaciones de estabilidad entre laderas y taludes, como también la presencia de zonas más degradables que otras a escala urbana, desde donde suelen caer bloques.

El ambiente torrencial y eventualmente catastrófico de los eventos, explica el buen empaquetamiento y alta densidad de bloques de esta Formación con propensión a conformar un macizo clastosoportado, salvo cuando abundan los finos. Para el anclaje de estructuras de contención este macizo resulta competente.

De otro lado, la Formación Casabianca, en profundidad presenta bloques aislados y alterados, y por lo tanto es una unidad matrosoportada en un suelo duro y que hacia la superficie se va modificando, hasta alcanzar las características de suelo blando y cohesivo que admite taludes casi verticales de mediana altura o de mayor desarrollo cuando el suelo es más profundo. Como evidencia, en la banca del ferrocarril aquellos, con 80 años de excavados, llegan hasta los 20 m e incluso a los 30 m de altura de forma muy ocasional.

Para las construcciones y vías las laderas asociadas a ciertos suelos expansivos de esta unidad, son inestables. Estos conducen a situaciones como las que aparecen en la Avenida Kevin Ángel entre Aguas de Manizales y San Rafael.

Los parámetros geotécnicos suministrados por la prestigiosa empresa Aquaterra Ingenieros Consultores SA, correspondientes a muestras de la Formación Casabianca obtenidas en el estudio del Teatro Fundadores, y para el Complejo Quebradagrande, del estudio de la ladera sur de La Sultana, y que son de dos lugares diferentes de la ciudad, se presentan en la Tabla siguiente.

Tablas 1 a y 1 b. Características Geotécnicas en muestras del Complejo Quebradagrande obtenidas en la Sultana y de Casabianca en Fundadores, por Aquaterra Ingenieros Consultores S.A.

Los parámetros geotécnicos de los Suelos Residuales de Depósitos Conglomeráticos, en el sector de la Comuna 2 de Manizales hoy denominada Olivares -que son suelos de las Formaciones Casabianca y Manizales-, y también los parámetros de las cenizas volcánicas consolidadas y no consolidadas -que en su orden son las tobas y tefras de la cobertura-, se presentan en la Tabla siguiente, y han sido tomados todos ellos de un artículo de Corpocaldas presentado el 2004 en la Revista de los 48 años de la SCIA en Manizales, firmado por la Dirección de la entidad ambiental.

Parámetros geotécnicos para el rango de valores	Cenizas Volcánicas Unidad No Consolidada	Cenizas Volcánicas Unidad Consolidada	Suelos residuales de depósitos conglomeráticos
Peso Unitario Húmedo (t/m3)	1,5-1,7	1,33	1,5-1,9